溢流染色机流场与结构分析及其节能设计

摘要

溢流染色机具有适应性广、染色效果好、浴比低等优点，被广泛应用于棉、棉纤、混纺和化纤等织物染色加工中。随着社会的发展，节能、减耗、减排成为溢流染色机发展的主要方向，其相关技术研究也成为溢流染色机技术研究的热点。本文针对目前溢流染色机系统温度不平衡、散热量较大等问题，通过溢流染色机流场、温度场等仿真分析，指导并完成了机体外壳保温技术研究。具体研究如下:
　　根据溢流染色机的染色工艺和过程，通过对现有流体流动模型的分析，确定选用RNGk-ε湍流模型作为溢流染色机流场分析模型，选择气液两相流动方程作为溢流染色机流场分析的处理方程;
　　采用三维制图软件Solidworks建立溢流染色机流道模型，将三维模型导入Fluent对几何模型进行网格划分和计算。在Fluent计算前根据溢流染色机实际生产中的工作参数设置计算的边界条件及染液的参数;并根据染色过程中实际的工艺技术参数及流道内染液流场的状态，建立溢流染色机的数学模型。最后在Fluent里进行后处理，得到染色机的流场及温度场分析结果。通过染色机流道流场仿真结果的分析，确定染色机流道的流场对机体温度场分布的影响;
　　对溢流染色机温度场仿真结果进行分析，确定染色机机体外壳表面温度分布状况;运用温度测试仪器进行染色机机体外壳表面及车间内的温度测量，通过仿真分析结果和实际测试数据的对比分析，得出模拟结果能较好的反映生产实际，同时验证了温度场仿真分析的有效性。因此，利用溢流染色机温度场仿真分析结果，可以指导完成机体的节能结构设计;
　　通过溢流染色机流场结构及温度场分析，确定溢流染色机机体外壳节能结构设计方案，即岩棉与橡塑海绵结合的复合保温层节能结构形式，并进行相应的节能结构设计;另外对采取节能设计后的温度场进行仿真，实测数据与仿真结果基本一致，验证了节能设计方案的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．1．1 课题的背景

1．1．2 课题的目的及意义

1．2 溢流染色机主要结构及工作原理

1．2．1 溢流染色机主要结构

1．2．2 溢流染色机工作原理

1．3 国内外研究现状

1．4 本课题研究内容

1．5 本课题主要研究路线

第二章 流体流动基本理论及模型选择

2．1 数值研究的方法

2．1．1 流体流动基本理论

2．1．2 CFD技术与应用

2．2 模型选择

2．2．1 湍流模型

2．2．2 多相流模型

2．3 本章小结

第三章 溢流染色机流场及结构分析

3．1 引言

3．2 溢流染色机几何模型建立及研究方法

3．2．1 几何模型建立

3．2．2 网格划分

3．2．3 网格划分质量检查

3．2．4 计算方法

3．2．5 边界条件设置

3．2．6 气液两相流动分析

3．3 主要工作技术参数对溢流染色机流场的影响

3．3．1 流道内压力损失计算

3．3．2 流道内压力仿真分析

3．3．3 染液流速分析

3．4 溢流染色机温度场分析

3．4．1 温度场仿真分析

3．4．2 仿真结果与实际结果对比

3．5 本章小结

第四章 溢流染色机节能设计

4．1 溢流染色机节能结构设计

4．1．1 机体外壳节能设计

4．1．2 节能材料确定

4．1．3 保护层的选择

4．1．4 机体外壳温度场仿真分析

4．1．5 节能结构设计

4．1．6 节能结构的安装

4．2 节能效果

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 论文展望

参考文献

致谢

附录