【摘要】：大規(guī)模制備微細顆粒的傳統(tǒng)機械破碎法中,如球磨、攪拌磨等,由于微細顆粒結(jié)團的現(xiàn)象難以克服,致使顆粒的粒徑減小到一定程度后不再繼續(xù)減小,存在著粉磨極限。液相環(huán)境下的空化作用一方面可以緩解微細顆粒團聚,另一方面空化泡潰滅產(chǎn)生的高頻高速微射流可以帶動顆粒撞擊剛性壁面,使微細顆粒進一步破碎,實現(xiàn)超微細粉體的機械法制備,對超微細粉體的大規(guī)模制備具有重要的理論研究價值和指導意義。首先,對液相環(huán)境下的微細顆粒破碎條件進行理論分析,通過實驗測定影響微細顆粒破碎條件的一個重要因素—分形維數(shù)D,得到不同粒徑的微細顆粒沖擊壁面發(fā)生破碎時的最小速度值,且對應速度值隨顆粒粒徑的減小而增大。其次,通過FLUENT流體仿真軟件分析無量綱距離(γ)、空化泡半徑(R)及環(huán)境圍壓(P_∞)三個重要因素對空化泡潰滅過程及空化微射流沖擊剛性壁面時速度變化的影響,仿真結(jié)果表明:越靠近壁面的空化泡,潰滅時對壁面的沖擊作用越大;在環(huán)境圍壓和近壁面距離不變的前提下,空化泡半徑的大小對潰滅微射流沖擊壁面時的速度影響不大,但隨著環(huán)境圍壓的增大,空化效果顯著增強。最后,基于數(shù)值仿真的分析結(jié)果,設(shè)計并制作一套超聲空化微細顆粒破碎試驗裝置,通過設(shè)計3因素3水平的正交試驗方案,分析漿液濃度、超聲頻率及介質(zhì)數(shù)量對超聲空化顆粒破碎效果的影響,實驗結(jié)果表明:超聲空化強度以及微細顆粒的破碎效果隨著超聲頻率及漿液濃度的增大而減小;介質(zhì)的存在可以增大流場中壁面的面積,增強空化微射流裹挾顆粒撞擊介質(zhì)表面形成破碎,但過多的介質(zhì)會影響超聲的傳導,降低超聲空化的顆粒破碎效果。提出了一種利用空化作用的微細顆粒破碎方法,給出了空化泡潰滅過程仿真的有效方法;設(shè)計了一種超聲空化微細顆粒破碎試驗裝置,為空化射流應用于微細顆粒破碎的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要的工程指導意義。
【圖文】：

圖 2-1 空化產(chǎn)生與空化核、作用時間及低壓區(qū)之間的關(guān)系壓力的降低，空化初生首先從空化氣核開始，隨著氣微氣泡。液相中壓力升高時，氣泡又開始縮小，被壓潰生可以歸結(jié)為空化氣核的平衡問題。方面是因為其中含有大量的微氣泡，另一方面是因為懸浮在液體中且處于平衡狀態(tài)，則泡內(nèi)外壓力的平衡02vp pRσ= ；壓力；力；面的曲率半徑；寸比較大時，由于浮力的存在很快就會上浮到液面最壓強會很大，，氣核內(nèi)部的氣體在極大壓強下將溶解在

浙江工業(yè)大學碩士學位論文（學術(shù)型）2.5 近壁面空化泡潰滅仿真計算方法近壁面單空化泡潰滅數(shù)值仿真的描述如下：考慮在剛性壁面附近有一空化泡，泡內(nèi)壓強為飽和蒸汽壓 2340Pa，初始形狀為球形，環(huán)境圍壓為 P∞，利用歐拉兩相流方法求解空化泡潰滅過程，主相為水（液態(tài)），次相為水（蒸氣）。利用 Fluent 流體仿真軟件對近壁面空化泡潰滅過程進行求解，控制方程、相界面捕捉方法見 2.3 及 2.4 小節(jié)。求解過程如圖 2-2。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.3

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本文編號：2654469