活塞式液體灌裝試驗系統(tǒng)的流場分析與研究.pdf

1、包裝行業(yè)是與人類生活緊密相關的行業(yè)，人們對液體相關的食品、飲品、藥品等消耗量越來越大，這對包裝行業(yè)的發(fā)展起到促進作用，由此可見人們高品質的生活離不開先進的包裝設備，本論文的研究對象灌裝設備就是包裝設備中的一種。國內灌裝設備研發(fā)能力不足、灌裝流體理論研究不夠全面是制約灌裝技術發(fā)展的重要因素，鑒于現(xiàn)狀，筆者便對自主研發(fā)制造的灌裝試驗設備進行流場分析，并且結合灌裝試驗，得到流體在灌裝設備中的運動規(guī)律，這些規(guī)律的研究對包裝行業(yè)的發(fā)展有一定價值。

2、
　　為更全面研究流體的運動規(guī)律，本論文采取的研究方法是將試驗分析與數(shù)值分析相結合。試驗分析采取正交試驗的方法，數(shù)值分析試驗主要是進行多組的數(shù)值分析，數(shù)值分析的過程是先建立模型，轉換格式之后導入到ICEM CFD中，并對模型進行結構性的網格劃分，以保證較高的計算精度，最后導入到fluent之中完成求解。目前，運用此種方法對灌裝試驗設備進行研究尚不多見。
　　本文研究內容主要分為以下三個部分：
　　第一部分：對灌裝管道的

3、變徑結構進行數(shù)值分析試驗，灌裝管道共有五種變徑結構，設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構的管道中的運動狀態(tài)，找出流體的運動規(guī)律，有助于設計合理的變徑結構。
　　第二部分：首先設計正交試驗表，對灌裝設備進行灌裝試驗，找到影響灌裝效果的因素的主次；然后對不同形狀的灌裝噴嘴進行數(shù)值分析試驗，得到不同流體在不同條件下在不同噴嘴中的運動狀態(tài)，結合灌裝試驗與數(shù)值模擬試驗，找到各個因素影響灌裝效果的機理，有助于設計噴嘴

4、的形狀。
　　第三部分：對活塞泵運行過程進行流場分析，若按照活塞泵的真實運動情況進行數(shù)值分析，難度非常大，為了順利完成對活塞泵的流場分析，將活塞泵的運動過程簡化為活塞運動和閥芯運動，然后分別對活塞運動和閥芯運動進行流場分析，得到流體在其內部的運動狀態(tài)，找出流體運動規(guī)律，有助于優(yōu)化泵體及閥芯的結構。
　　本論文創(chuàng)新的提出運用后處理結果中的壓力、湍動能以及氣相體積率三項指標來衡量流體在管道中的流動狀態(tài)，然后運用matlab對大量