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包装工程 2024年第9期45卷 150-157页

作者：武秋敏焦鑫康夏禹康刘腾西安理工大学印刷包装与数字媒体学院西安710048

目的创新设计风嘴泄压孔结构,优化风嘴和基材之间由于气流撞击而形成的涡流,导致基材表面风速温度堆积不均匀的问题。方法采用Fluent软件,建立单一的风嘴仿真模型,并利用RNG k-ε湍流模型进行数值仿真模拟,分析风嘴有无泄压孔结构对基... 详细信息

目的创新设计风嘴泄压孔结构,优化风嘴和基材之间由于气流撞击而形成的涡流,导致基材表面风速温度堆积不均匀的问题。方法采用Fluent软件,建立单一的风嘴仿真模型,并利用RNG k-ε湍流模型进行数值仿真模拟,分析风嘴有无泄压孔结构对基材干燥特性的影响,并在7种泄压孔设计结构中确定了相对最优方案,通过搭建实验台验证最优风嘴泄压孔结构设计的合理性。结果实验研究结果表明,通过增设相对最优风嘴泄压孔结构,基材表面涡流产生区域平均风速提高了3.32m/s,均方差降低了0.86;平均温度提高了24.76 K,均方差降低了5.96,表明设计有泄压孔结构的风嘴能明显改善由于涡流堆积造成的风速和温度较低的现象。结论设计泄压孔结构的风嘴在两狭缝之间区域的风速和温度均有明显提升,涡流区域的压力产生明显下降,改善了风嘴两狭缝之间由漩涡引起的风速、温度较低现象。

关键词：悬浮式烘箱热风干燥风嘴优化设计实验验证

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基于基材流场及换热特性分析的精密涂布悬浮式烘箱结构优化

基于基材流场及换热特性分析的精密涂布悬浮式烘箱结构优化

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作者：焦鑫康西安理工大学

学位级别：硕士

烘箱是精密印刷涂布设备的关键部件。涂布印刷完成后,基材在烘箱内部经过热风的冲击干燥后,其生产过程才算最终完成。因此,烘箱内部热风的均匀性对基材的干燥起着决定性作用。针对企业悬浮式烘箱存在的风嘴出风均匀性及基材表面换热性... 详细信息

烘箱是精密印刷涂布设备的关键部件。涂布印刷完成后,基材在烘箱内部经过热风的冲击干燥后,其生产过程才算最终完成。因此,烘箱内部热风的均匀性对基材的干燥起着决定性作用。针对企业悬浮式烘箱存在的风嘴出风均匀性及基材表面换热性能较差的问题,本文基于热风冲击射流干燥传热理论和计算流体力学理论,设计并优化了烘箱的进风口位置、风室斜面倾斜角度等结构参数,并在烘箱风室内部增设了导流板结构,仿真及实验结果表明,优化后的悬浮式烘箱结构,实现了烘箱风嘴的出风均匀性及基材表面换热特性的改善。具体的研究内容如下:(1)根据企业提供的悬浮式烘箱结构数据,建立烘箱的箱体模型,并抽取流体域模型后导入FLUENT软件中进行数值模拟分析。通过对基材表面的流场及换热特性的分析,发现当前烘箱结构导致基材表面的压力均匀性较差且换热性能不佳等问题。(2)针对烘箱结构导致基材表面压力均匀性较差且换热性能不佳的问题。首先对烘箱的进风口位置参数进行了仿真分析,确定了合适的进风口位置。然后通过分析风室斜面不同倾斜角度及风嘴匀风板不同开孔尺寸对基材表面流场特性的分布规律及换热性能的影响,确定了合适的风室斜面倾斜角度及风嘴匀风板开孔尺寸。(3)针对烘箱风室内部存在的涡流堆积影响基材表面干燥及传输的问题。通过在风室内部添加导流板结构的方式对风室结构进行优化,并确定了合适的导流板结构。仿真分析结果表明,通过添加导流板结构的烘箱风嘴出风更加均匀,风速及基材表面换热性能也有所提高。设计并搭建了悬浮式烘箱实验台,对比验证了有无导流板结构两种情况下,基材表面流场的风速及温度数据,结果表明,优化后的烘箱结构,实现了风嘴的出风均匀性及基材表面换热性能的改善,验证了仿真结果的可靠性。

关键词：悬浮式烘箱流场仿真流场特性换热特性

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锂电池悬浮式烘箱数值模拟分析与结构优化

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包装工程 2020年第21期41卷 224-230页

作者：李青华李冬梅刘德平林黎明郑州大学机械与动力工程学院郑州450000 广东顺德创新设计研究院广州佛山528000

目的获得悬浮烘箱内具有提高风场均匀性和风刀出口气流均匀性的导流板结构,完成烘箱体结构优化。方法采用SolidWorks软件对烘箱风室的流体域进行建模,提取现场测试数据作为边界条件,利用Fluent软件完成风室稳态流场的仿真计算。根据计... 详细信息

目的获得悬浮烘箱内具有提高风场均匀性和风刀出口气流均匀性的导流板结构,完成烘箱体结构优化。方法采用SolidWorks软件对烘箱风室的流体域进行建模,提取现场测试数据作为边界条件,利用Fluent软件完成风室稳态流场的仿真计算。根据计算结果提出结构优化方案,并将优化结果进行对比。结果加入导流板结构后,烘箱风室风场和风刀出口处气流的均匀性均得到了提高。提出的4种结构优化方案中,加入曲线型导流板的风室风场更为均匀,各风刀出口处气流的平均速度均方差由0.25降至0.03,总体平均均匀度由80.7%提升至92.3%。结论曲线型结构导流板的导流效果优于直角型结构的导流板,能有效提高风室风场和风刀出口气流的均匀性,保证极片烘干效果的一致性,并为烘箱体的结构优化与设计提供理论基础。

关键词：悬浮式烘箱导流板数值模拟量化分析

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高精密涂布悬浮式烘箱的基材干燥特性研究与风嘴结构优化

高精密涂布悬浮式烘箱的基材干燥特性研究与风嘴结构优化

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作者：刘腾西安理工大学

学位级别：硕士

烘箱是高精密印刷涂布设备的重要组成部分,印刷涂布完成的基材经烘箱热风干燥后才最终完成其生产过程。悬浮式烘箱因其内部独特的结构以及无接触的干燥方式被广泛应用到太阳能电池、柔性电子薄膜等印刷涂布的干燥领域。由于其内部无接... 详细信息

烘箱是高精密印刷涂布设备的重要组成部分,印刷涂布完成的基材经烘箱热风干燥后才最终完成其生产过程。悬浮式烘箱因其内部独特的结构以及无接触的干燥方式被广泛应用到太阳能电池、柔性电子薄膜等印刷涂布的干燥领域。由于其内部无接触干燥的特殊方式,风嘴吹出的热风能否让基材在风嘴之间稳定的保持悬浮状态从而完成干燥就显得尤为重要。本文根据企业提供数据,利用热风干燥原理结合计算流体力学理论,通过数值计算仿真,确定烘箱所存在的出风均匀性较差的问题。通过对风嘴结构进行优化设计,实现风嘴出风均匀性的改善,具体研究内容如下:(1)根据企业提供的数据,利用三维建模软件建立了悬浮式烘箱整体模型,通过引入RNG k-ε模型对烘箱整体结构进行仿真计算,将分析对象确定为基材表面的流场,通过仿真分析可知,企业烘箱结构所能提供的热风存在风速与温度数值较低且不均匀,基材表面压力分布波动大的问题。(2)针对烘箱内风嘴出风均匀性较差的问题,通过引入SST k-ω模型构建出风嘴到基材之间的近壁面仿真模型,分析不同风嘴狭缝宽度和送风高度对基材表面流场相关特性的分布规律以及影响,确定最优风嘴狭缝宽度和送风高度。将其与在原始风嘴结构对比,结果表明优化后风嘴的性能更优。(3)针对风嘴两狭缝之间区域由于漩涡堆积而造成的风速和温度数值偏低且均匀性差的问题,通过在风嘴底部增设泄压孔结构的方式,对已有的风嘴进行优化设计,并利用对照实验的方式确定泄压孔设计的最优尺寸。仿真结果表明,优化后的风嘴结构性能更优,更利于基材的干燥。设计搭建了风嘴试验箱,测量有无泄压孔两种情况下,基材表面流场的温度以及风速参数,验证仿真结果的正确性。

关键词：悬浮式烘箱数值模拟热风干燥流场特性

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