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1、多排孔气垫带式输送机气垫流场动力学分析西安科技大学机械工程学院薛河付婷刘艺摘要:利用ANSYS/FLOTRAN软件对气垫带式输送机气垫流场的动力学状况进行了数值模拟分析,得出了不同条件下多排孔气垫流场的压力、速度及能量损失分布规律,为气垫带式输送机设计及运行监控提供了理论依据。关键词:ANSYS/FLOTRAN;气垫带式输送机;气垫压力;速度;能量损失Abstract:Dynamicstateofairflowofair-cushionbeltconveyorisnumericallysimulatedusingANSYS/FLOTRANsoftware1Distributionruleso
2、fpressure,speedandenergylossareobtainedwithmulti-holeairflow,whichprovideathe2oreticalbasisfordesignandoperationmonitoringofair-cushionbeltconveyor1Keywords:ANSYS/FLOTRAN;air-cushionbeltconveyor;air-cushionpressure;speed;energyloss气垫带式输送机作为一种新型的连续输送机1计算模型的建立械,具有运行平稳可靠、阻力小、能耗低、设备投资小、制造维修费用低、便于密闭输送、粉
3、尘111几何模型的建立污染小的优点,近年来得到了快速发展,已广泛气垫带式输送机气垫流场,在工作中输送带应用于煤炭、电力、冶金、化工、机械、粮食、的速度相对于气流速度可以忽略不计,因此,气[1～3]轻工、港口和建材等行业。气垫带式输送机是流沿输送带纵向流动本文暂不做研究。气膜厚度以气垫代替传统的托辊,使输送带与托辊之间的的理论最大值约为4mm,输送带宽度在500～1滚动摩擦变为输送带与盘槽间以空气为介质的流400mm之间,宽厚比为125～350,因此气垫的横体摩擦,因此,均匀稳定的气垫状态的形成是气向流动是缝隙流动,可以用流体力学中缝隙流动[4]垫带式输送机设计和运行的关键。针对气垫流场的相关
4、知识作为理论研究基础。又因气垫厚度状态研究的不足,有必要对气垫流场进行数值模相对于盘槽半径很小,且气垫厚度沿带宽方向一拟研究。本研究借助ANSYS/FLOTRAN软件,对般为中间厚、两边薄,所以整个气垫可看成呈一[5、6]气垫流场的分布规律进行了数值模拟研究,得出定楔角的缝隙流。气垫流场的几何模型见图1,了气垫流场压力、速度及能量损失的详细分布其上布置5排气孔,排距均为150mm,通过改变规律。中心孔径的大小和气孔孔径的大小来观察气垫流场压力、速度和能量损失分布情况。5架文海,任中全1基于Matlab的跑车防护系统动力学参考文献分析1煤矿机械,2003(7):19—211HEWenhai1S
5、imulationanalysisofthevibrationcharacteristics6贺文海1矿车运输系统动态特性建模与仿真分析1系统ofthetramcarandthetrack1proceedingofconference,2007仿真学报,2008,20(4):871—8732贺文海,任中全1矿车对刚性车挡碰撞过程的Simulink7贺文海1砧座运动仿真分析1系统仿真学报,2008,20仿真分析1矿山机械,2004(2):21—23(11):3028—30313田石祥1缠绕式提升机容器参数振动的分析与仿真1矿山机械,2007(12):68—70作者地址:西安市雁塔中路58号4薛
6、伟,张利顺,张玉珊1钢丝绳弹性模量研究的现状与邮编:710054发展方向1林业科技,1996,21(6):55—57收稿日期:2008-09-05—64—《起重运输机械》2009(4)Φ3mm、Φ4mm、Φ5mm气垫流场压力、速度及能量损失分布情况。21111中心孔径变化对气垫流场压力的影响图3显示了不同中心孔径对气垫流场压力的图1气垫的几何模型影响规律。图中显示,压力分布曲线形状基本相11外侧孔21中间孔31中心孔似,但同一坐标处的气垫压力随着中心孔径的增112计算模型的建立大而增大。在中心孔附近,气垫压力达到最大,网格划分成二维四边形单元,采取映射网格压力逐渐呈现平顶分布。在中间孔和外侧
7、孔附近,和层状网格相结合的方法实现。由于重点观察节压力变化剧烈,且压力变化的幅度逐渐增大。流孔附近压力变化情况,将节流孔附近区域划分成单元尺寸较小的单元,其他区域划分成尺寸稍大的单元,这样可以减小模型的单元总数。在盘槽所开气孔处施加速度进口边界条件,其值为30m/s,在气垫出口处施加零压力边界条件,对于除去厚度方向及开孔位的直线外的所有直线,施加无滑移边界条件。考虑到几何模型的对称性,在计算时只取模型的一半,
