基于cfd内流筛转子与筛鼓的流场分析

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1、分类号：TS733单位代码：10433密级：学号：Y0901022山东理工大学硕士学位论文基于CFDCFD内流CFD内流筛转子及筛鼓的的流场分析的流场分析THEFLOWFIELDANALYSISOFTHEROTORANDSCREENCYLINDEROFTHEINFLOWSCREENBASEDONCFD研究生：王王王成成成成军军军军指导教师：曲庆文教授申请学位门类级别：工学硕士学科专业名称：机械设计及理论机械设计及理论研究方向：润滑设计及轴承技术论文完成日期：2012012201222年年年3年333月月月16月1616日16日万方

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4、上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。作者签名：导师签名：年月日年月日研究生10433－所在学号院系万方数据山东理工大学硕士学位论文摘要摘要随着国内对纸产品质量要求的不断提高，造纸行业对纸浆筛选设备提出了更高的要求。同时，由于FLUENT的不断发展，计算流体动力学（ComputationalFluidDynamics简写CFD）在诸多领域都得到了飞速发展和广泛应用。在造纸工业中，应用CFD辅助设计纸浆筛选设备已经成为了重要的研究方向。为了提高纸浆筛选设备的使用性能，研究纸浆筛选过程的流场情况，探索转子叶片和筛鼓棒条不同几何参数对

5、筛选过程的影响。论文首先分析了内流筛的结构组成，结合FLUENT的分析特点对模型进行了简化，然后采用AutoCAD软件建立转子叶片和筛鼓缝隙的二维简化模型，利用GAMBIT软件强大的网格划分功能对其进行网格划分，最后运用FLUENT6.3对模型进行计算模拟，得到转子旋转和纸浆流经筛缝的流场并进行了详细的流场分析。本文通过改变转子叶片的结构形状，得到了两种改进型叶片。通过相同工况下的流场计算，得到相应的压力分布，尤其是筛鼓圆周所在位置上的压力变化规律，即转子对筛鼓的影响。其中负压的大小和区域代表着转子的清洗能力，清洗能力越强筛鼓越不

6、易堵塞。通过对比传统叶片的压力场分布，得到一种能够获得更强清洗能力且不易使筛鼓堵塞的较为理想的叶片结构，优化了转子叶片形状。同时分析了叶形对能耗以及转子线速度对压力分布的影响规律，得到转子清洗能力随线速度的增加而增强的结论，证明了新型转子节能的优点。结合转子的流场分析，利用湍流模型模拟浆料流经缝隙的过程。通过速度矢量图查看形成涡流的情况。由于棒条楔形形状形成的涡流基本上使浆料纤维运动方向更容易对准缝隙入口。同时计算了不同楔形角和不同缝隙的流场分布，分析对比形成的涡流，得到棒条楔形角和缝隙宽度对筛选的影响规律。棒条楔形角越大，振动越

7、大，长纤维产量越高，生产量高，但筛选效率越低。缝隙太小会在筛网上产生较高的压力降，形成过大的阻力影响生产能力。缝隙太大又会产生过多影响筛选质量的回流涡旋。通过流场的计算、分析和对比，总结各参数对流场的具体影响，指导结构设计，使筛选设备的结构更有利于纸浆的流动，更有利于纸浆筛选，提高筛选质量和筛选效率，减少磨损，减少功耗。总体而言，流场分析为纸浆筛选设备的优化设计提供了有效手段和理论指导。关键词：内流筛；筛鼓；转子；FLUENT；CFD；流场分析I万方数据山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththedome

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