槳葉式液粒兩相流光整加工技術(shù)方案與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本研究目的在于開發(fā)研究?jī)上嗔鞴庹庸ば路椒?。目前兩相流光整工藝是利用流體相，如高壓氣體或高壓液體在一定的空間里做強(qiáng)制環(huán)流運(yùn)動(dòng)，流體相在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)夾雜在流體相中的固體磨料顆粒緊貼工件表面運(yùn)動(dòng)，使得固相磨料顆粒能夠?qū)ぜ砻鎰澆?、刻劃及滾壓，實(shí)現(xiàn)孔表面的光整加工。液固兩相強(qiáng)制環(huán)流光整加工工藝的實(shí)施過程中，需要使用專用的加壓設(shè)備產(chǎn)生高壓流體作為動(dòng)力源，并且還要使用管路進(jìn)行導(dǎo)流，整個(gè)加工過程不方便。本文結(jié)合上述工藝在實(shí)施過程的特點(diǎn)進(jìn)一步探

2、究，提出槳葉式孔表面液粒兩相流光整加工工藝。工藝思路來源于金屬在液固兩相流中沖刷腐蝕磨損的理論機(jī)理，工程中有大量液粒兩相流應(yīng)用問題，對(duì)于管道輸運(yùn)，水電站等出現(xiàn)液粒兩相流流動(dòng)現(xiàn)象中的管壁和水輪機(jī)，許多學(xué)者都致力于防止這些金屬部件的沖蝕磨損的研究，對(duì)其做了大量理論和實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)液固兩相流體流動(dòng)速度，沖刷角度以及固相顆粒形狀、硬度進(jìn)行了研究，以削弱對(duì)表層金屬的沖刷腐蝕作用。因此本文中工藝實(shí)施方法就是加快金屬在液固兩相流中的沖刷腐蝕，同時(shí)參照生

3、產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用中槳葉式攪拌機(jī)的使用原理，提出一種槳葉式液粒兩相流光整加工技術(shù)方案，該工藝的具體實(shí)施方法是使用葉輪旋轉(zhuǎn)來帶動(dòng)置于液體里固體顆粒緊貼工件孔表面劃擦、刻劃及滾壓對(duì)其表面光整加工。
　　本文首先對(duì)流體相中固體顆粒對(duì)金屬壁面沖刷腐蝕機(jī)理進(jìn)行闡述，接著對(duì)液粒兩相流光整加工工藝的工作原理以及固相磨料顆粒對(duì)工件壁面的光整加工的作用機(jī)理進(jìn)行分析，并且對(duì)固體顆粒在流體相中的運(yùn)動(dòng)軌跡和受力情況做出解析。利用FLUENT對(duì)工作區(qū)域流場(chǎng)進(jìn)行仿真

4、模擬，分別對(duì)不同葉片數(shù)的葉輪，不同葉輪轉(zhuǎn)速、工件內(nèi)孔直徑的單項(xiàng)流流場(chǎng)進(jìn)行仿真，對(duì)流場(chǎng)中位置點(diǎn)的總速度、軸向速度、徑向速度和圓周速度以及流場(chǎng)中壓力場(chǎng)的分布情況進(jìn)行對(duì)比分析，得出結(jié)論:在工藝中較適宜使用三葉片葉輪;在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速越高，流場(chǎng)流體速度越大，對(duì)壁面動(dòng)壓力越大;對(duì)特定外徑的葉輪其能應(yīng)用于孔的直徑范圍有限。對(duì)液固兩相混合流場(chǎng)進(jìn)行仿真，結(jié)果顯示，靠近葉輪位置處磨料顆粒運(yùn)動(dòng)劇烈，對(duì)壁面作用力較強(qiáng)。最后對(duì)直徑為Φ130mm的45＃鋼