槳葉式液粒兩相流光整加工技術方案與實驗研究.pdf

1、本研究目的在于開發(fā)研究兩相流光整加工新方法。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制環(huán)流運動，流體相在運動的同時會帶動夾雜在流體相中的固體磨料顆粒緊貼工件表面運動，使得固相磨料顆粒能夠對工件表面劃擦、刻劃及滾壓，實現孔表面的光整加工。液固兩相強制環(huán)流光整加工工藝的實施過程中，需要使用專用的加壓設備產生高壓流體作為動力源，并且還要使用管路進行導流，整個加工過程不方便。本文結合上述工藝在實施過程的特點進一步探

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理，工程中有大量液粒兩相流應用問題，對于管道輸運，水電站等出現液粒兩相流流動現象中的管壁和水輪機，許多學者都致力于防止這些金屬部件的沖蝕磨損的研究，對其做了大量理論和實驗研究，對液固兩相流體流動速度，沖刷角度以及固相顆粒形狀、硬度進行了研究，以削弱對表層金屬的沖刷腐蝕作用。因此本文中工藝實施方法就是加快金屬在液固兩相流中的沖刷腐蝕，同時參照生

3、產實踐應用中槳葉式攪拌機的使用原理，提出一種槳葉式液粒兩相流光整加工技術方案，該工藝的具體實施方法是使用葉輪旋轉來帶動置于液體里固體顆粒緊貼工件孔表面劃擦、刻劃及滾壓對其表面光整加工。
　　本文首先對流體相中固體顆粒對金屬壁面沖刷腐蝕機理進行闡述，接著對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工件壁面的光整加工的作用機理進行分析，并且對固體顆粒在流體相中的運動軌跡和受力情況做出解析。利用FLUENT對工作區(qū)域流場進行仿真

4、模擬，分別對不同葉片數的葉輪，不同葉輪轉速、工件內孔直徑的單項流流場進行仿真，對流場中位置點的總速度、軸向速度、徑向速度和圓周速度以及流場中壓力場的分布情況進行對比分析，得出結論:在工藝中較適宜使用三葉片葉輪;在一定轉速范圍內，轉速越高，流場流體速度越大，對壁面動壓力越大;對特定外徑的葉輪其能應用于孔的直徑范圍有限。對液固兩相混合流場進行仿真，結果顯示，靠近葉輪位置處磨料顆粒運動劇烈，對壁面作用力較強。最后對直徑為Φ130mm的45＃鋼