活塞式液體灌裝試驗(yàn)系統(tǒng)的流場(chǎng)分析與研究.pdf

1、包裝行業(yè)是與人類生活緊密相關(guān)的行業(yè)，人們對(duì)液體相關(guān)的食品、飲品、藥品等消耗量越來越大，這對(duì)包裝行業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用，由此可見人們高品質(zhì)的生活離不開先進(jìn)的包裝設(shè)備，本論文的研究對(duì)象灌裝設(shè)備就是包裝設(shè)備中的一種。國(guó)內(nèi)灌裝設(shè)備研發(fā)能力不足、灌裝流體理論研究不夠全面是制約灌裝技術(shù)發(fā)展的重要因素，鑒于現(xiàn)狀，筆者便對(duì)自主研發(fā)制造的灌裝試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行流場(chǎng)分析，并且結(jié)合灌裝試驗(yàn)，得到流體在灌裝設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這些規(guī)律的研究對(duì)包裝行業(yè)的發(fā)展有一定價(jià)值。

2、
　　為更全面研究流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，本論文采取的研究方法是將試驗(yàn)分析與數(shù)值分析相結(jié)合。試驗(yàn)分析采取正交試驗(yàn)的方法，數(shù)值分析試驗(yàn)主要是進(jìn)行多組的數(shù)值分析，數(shù)值分析的過程是先建立模型，轉(zhuǎn)換格式之后導(dǎo)入到ICEM CFD中，并對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的網(wǎng)格劃分，以保證較高的計(jì)算精度，最后導(dǎo)入到fluent之中完成求解。目前，運(yùn)用此種方法對(duì)灌裝試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行研究尚不多見。
　　本文研究?jī)?nèi)容主要分為以下三個(gè)部分：
　　第一部分：對(duì)灌裝管道的

3、變徑結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析試驗(yàn)，灌裝管道共有五種變徑結(jié)構(gòu)，設(shè)定兩種流體并且具有三種不同的流體速度，探討流體在不同變徑結(jié)構(gòu)的管道中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，找出流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有助于設(shè)計(jì)合理的變徑結(jié)構(gòu)。
　　第二部分：首先設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)表，對(duì)灌裝設(shè)備進(jìn)行灌裝試驗(yàn)，找到影響灌裝效果的因素的主次；然后對(duì)不同形狀的灌裝噴嘴進(jìn)行數(shù)值分析試驗(yàn)，得到不同流體在不同條件下在不同噴嘴中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合灌裝試驗(yàn)與數(shù)值模擬試驗(yàn)，找到各個(gè)因素影響灌裝效果的機(jī)理，有助于設(shè)計(jì)噴嘴

4、的形狀。
　　第三部分：對(duì)活塞泵運(yùn)行過程進(jìn)行流場(chǎng)分析，若按照活塞泵的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行數(shù)值分析，難度非常大，為了順利完成對(duì)活塞泵的流場(chǎng)分析，將活塞泵的運(yùn)動(dòng)過程簡(jiǎn)化為活塞運(yùn)動(dòng)和閥芯運(yùn)動(dòng)，然后分別對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)和閥芯運(yùn)動(dòng)進(jìn)行流場(chǎng)分析，得到流體在其內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，找出流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有助于優(yōu)化泵體及閥芯的結(jié)構(gòu)。
　　本論文創(chuàng)新的提出運(yùn)用后處理結(jié)果中的壓力、湍動(dòng)能以及氣相體積率三項(xiàng)指標(biāo)來衡量流體在管道中的流動(dòng)狀態(tài)，然后運(yùn)用matlab對(duì)大量