為有效解決大規(guī)模機(jī)械粉體制備中存在的微細(xì)顆粒團(tuán)聚和粉磨極限等問(wèn)題,采用了空化射流沖擊結(jié)合磨介研磨的微細(xì)顆粒制備方法,并對(duì)近球壁空化射流有效沖擊破碎顆粒開展了研究。理論分析了近球壁空泡潰滅對(duì)微細(xì)顆粒的沖擊特性,得出了顆粒沖擊破碎的有效量綱一距離及臨界空泡最大半徑;通過(guò)空化射流沖擊球壁的數(shù)值模擬仿真,分析了噴嘴入口壓力和靶距對(duì)近球壁空泡分布的影響。為驗(yàn)證理論與數(shù)值分析結(jié)果,開展了基于靶距、轉(zhuǎn)速率、顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)和噴嘴數(shù)目等多因素的石英砂球磨空化破碎對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論和數(shù)值分析結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了此方法的有效性。研究結(jié)果表明:空化沖擊結(jié)合磨介研磨微細(xì)顆粒的破碎率比單一研磨微細(xì)顆粒的破碎率更高;在空化射流入口壓力5 MPa下,靶距和轉(zhuǎn)速率是石英砂微細(xì)顆粒破碎效果的主要影響因素,其次是噴嘴數(shù)目。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)機(jī)械工程. 2020,31(24)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

球壁較遠(yuǎn)處沖擊波作用

如圖1所示,最大半徑為Rmax的空泡被壓縮時(shí)泡壁附近液體運(yùn)動(dòng)受球壁阻礙,空泡頂部迅速凹陷以形成半徑為Rjet的微射流,微射流會(huì)垂直射向壁面并貫穿空泡,顆粒在微射流裹挾下撞擊壁面。圖1中,H為空泡中心距壁面的距離。貫穿空泡瞬時(shí)微射流速度vmjet的經(jīng)驗(yàn)公式[13]如下:

圖3b所示為相同位置處沖擊波壓力隨相對(duì)時(shí)間的變化,相對(duì)時(shí)間tr為t相對(duì)于沖擊波發(fā)生時(shí)刻的時(shí)間差�？梢钥闯�,距空泡中心相同位置處的沖擊波峰值壓力隨Rmax增大而增大;且隨著Rmax的增大,沖擊波的寬度也增大,即持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)。其原因是空泡潰滅時(shí)空泡半徑不同,泡內(nèi)氣體濃度的不一致會(huì)導(dǎo)致沖擊波壓力存在差異。圖4為臨界空泡最大半徑和顆粒沖擊破碎的臨界速度隨顆粒直徑的變化曲線,臨界空泡最大半徑定義為達(dá)到顆粒破碎所需臨界速度對(duì)應(yīng)的空泡半徑�？梢钥闯�,隨著顆粒粒徑的增大,破碎所需的臨界速度減小,而臨界空泡最大半徑則相應(yīng)增大,破碎粒徑為50～150 μm顆粒所需的臨界空泡最大半徑R′max為1.72 mm。石英砂顆粒的直徑與臨界空泡最大半徑滿足關(guān)系式R′max=0.247 1d0.386 4。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水力噴砂射孔機(jī)理及力學(xué)特性分析[J]. 張德榮,吳思?jí)?蒲陽(yáng)鳳.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]近固壁微米尺度空泡潰滅的數(shù)值研究[J]. 夏冬生,孫昌國(guó),劉亞喆,張會(huì)臣.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]自振空化射流空泡動(dòng)力學(xué)特征及潰滅強(qiáng)度影響因素[J]. 彭可文,田守嶒,李根生,黃中偉,楊睿月,郭肇權(quán).  石油勘探與開發(fā). 2018(02)
[4]激光誘導(dǎo)空泡微孔拋光機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳鐵牛,郭鐘寧,曾柏文,印四華.  中國(guó)機(jī)械工程. 2018(03)
[5]顫振球磨機(jī)中顆粒群粒度特性影響因素試驗(yàn)研究[J]. 梁曼,孫毅,單繼宏,金曉航.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(07)
[6]超高壓水射流中空化現(xiàn)象對(duì)輪胎破碎作用研究[J]. 宋守許,查輝,田光濤,余德橋.  中國(guó)機(jī)械工程. 2015(09)
[7]基于高壓水射流的超細(xì)煤粉制備技術(shù)及其影響因素研究[J]. 張玉濤,李亞清,洪侯勛,Greg Galecki,馬曉峰.  中國(guó)煤炭. 2014(08)
[8]氣流磨處理鎢粉的研究[J]. 黃化,秦明禮,曲選輝,李睿.  稀有金屬材料與工程. 2012(12)
[9]超硬粉體超微粉碎的高振強(qiáng)振動(dòng)磨技術(shù)研究[J]. 楊小蘭,劉極峰,鄒景超,錢志剛,單長(zhǎng)群.  中國(guó)機(jī)械工程. 2009(24)

碩士論文
[1]液相下空化沖擊對(duì)微細(xì)顆粒的破碎作用研究[D]. 項(xiàng)京成.浙江工業(yè)大學(xué) 2018
[2]近壁空化泡潰滅的數(shù)值模擬[D]. 呂煒.浙江大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3395948