雙臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌主機(jī)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、混凝土作為當(dāng)今社會需求量巨大的建筑材料，其質(zhì)量和生產(chǎn)效率要求越來越高。雙臥軸強(qiáng)制式主機(jī)因其攪拌效率高、攪拌質(zhì)量好的優(yōu)良特性成為工程上使用量最大的主流混凝土攪拌主機(jī)設(shè)備，但是由于其自身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，雙臥軸強(qiáng)制式主機(jī)的攪拌效能優(yōu)化研究難度很大，國內(nèi)外對這一類型的主機(jī)設(shè)計多依賴經(jīng)驗(yàn)。
　　 論文選取某主機(jī)廠家生產(chǎn)的雙臥軸強(qiáng)制式混凝土主機(jī)作為優(yōu)化模型，從主機(jī)攪拌機(jī)理的研究入手，分析攪拌過程中物料顆粒的運(yùn)動和變化形式，研究影響主機(jī)攪拌效能

2、的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括攪拌轉(zhuǎn)速、葉片安裝角、攪拌臂排列形式和拌筒長寬比等。進(jìn)而分別針對每個參數(shù)進(jìn)行理論分析和計算，得出各參數(shù)合理取值范圍，并應(yīng)用fluent流體仿真軟件模擬混凝土攪拌過程中物料的流場情況，針對各個結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置單一變量對比試驗(yàn)，比較分析流體單元速度紊流圖等流變特性指標(biāo)，最終確定雙臥軸主機(jī)模型的最優(yōu)參數(shù)配置。
　　 論文研究攪拌軸轉(zhuǎn)速對物料的塑性粘度和離析程度的影響效果，分析主機(jī)攪拌過程中某一物料單元的受力情況，發(fā)現(xiàn)攪

3、拌轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在小于2.4m/s范圍內(nèi)，才能夠既保證攪拌效率，又避免離析。建立不同攪拌軸轉(zhuǎn)速下拌合物料的流場模型，比較拌筒內(nèi)物料單元的速度紊流情況，發(fā)現(xiàn)攪拌軸轉(zhuǎn)速對物料流動的劇烈程度影響很大，為避免離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，選取最大攪拌轉(zhuǎn)速為2.4m/s是合適的。
　　 建立物料單元和葉片的相對運(yùn)動方程、流場中的動量方程，結(jié)合攪拌流場實(shí)際工況，解出與論文選用的主機(jī)拌筒長徑比和攪拌臂排列形式相適宜的攪拌葉片安裝角度為23.32°～40.76°

4、，與原始安裝角52.5°差距較大。對比分析不同葉片安裝角設(shè)置時拌筒內(nèi)部模擬流場情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)攪拌葉片安裝角為40°時，主機(jī)可以得到最佳的攪拌效能。
　　 對比分析不同攪拌臂排列形式的攪拌機(jī)理，確定雙攪拌軸上攪拌臂采用圍流方式平行布置，單軸上攪拌臂設(shè)置為60°相位角正排列時，可以得到最佳的攪拌效果。為實(shí)現(xiàn)簡體保證公稱容量要求下使用材料最少的輕量化設(shè)計目標(biāo)，建立定體積下表面積最小的目標(biāo)方程，解出最優(yōu)拌筒長寬比為0.7左右。