礦用乳化液自動配比系統(tǒng)研究.pdf

1、乳化液在煤礦行業(yè)常用作液壓支架的傳動介質(zhì),其濃度及穩(wěn)定性對煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和安全性有著重要的作用,傳統(tǒng)的乳化液配比多采用手動或機(jī)械配比法,存在配比效率低、勞動強(qiáng)度大和乳化液濃度不穩(wěn)定的缺點,針對以上問題本文作了以下幾個方面的研究。
　　闡述了乳化液的定義、分類及其主要特性,以及水包油型乳化液的配比機(jī)理,從液滴的形成和乳化機(jī)理兩個方面敘述了乳化液的形成過程,介紹了乳化液的分層和沉降、絮凝、奧氏體化和相變4種主要的破壞形式及其防止方法

2、。
　　設(shè)計了一種新型礦用乳化液自動配比系統(tǒng),在ANSYS Workbench13.0平臺下對系統(tǒng)的關(guān)鍵部件-攪拌器進(jìn)行數(shù)值模擬,得到不同工況下攪拌槽內(nèi)的穩(wěn)態(tài)流場和瞬態(tài)濃度場,結(jié)果表明:槳葉傾角的變化對流線形式影響顯著,傾角增大,流體的軸向速度分量也越大,穩(wěn)態(tài)流場由混合流動向軸向流動轉(zhuǎn)變,低湍流強(qiáng)度區(qū)域面積減小,混合時間縮短;槳葉安裝位置的變化對流速分布影響很小,但能改變流線形式,當(dāng)槳葉與攪拌槽底部的間距為1/5液位高度時,流體呈

3、現(xiàn)軸向流動,湍流強(qiáng)度分布比較均勻,混合時間較短;增大攪拌轉(zhuǎn)速不影響流線形式和流速的整體分布規(guī)律,但速度值增大,湍流強(qiáng)度增強(qiáng),混合時間減小;增大槳葉數(shù)量不改變流線形式和速度分布規(guī)律,湍流強(qiáng)度分布趨于均勻,混合時間明顯縮短。
　　為了實現(xiàn)乳化液的自動配比,設(shè)計了基于西門子PLC的控制系統(tǒng),以液位傳感器的輸出信號控制油泵和電磁閥的開閉,超聲波濃度傳感器在線檢測乳化液濃度,并與設(shè)定的目標(biāo)濃度對比來計算需加入的乳化油或水的體積。控制系統(tǒng)選用

4、西門子 S7-200 CPU224XP,外加2個模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM231CN構(gòu)成硬件,完成I/O地址分配,編寫PLC梯形圖。
　　為驗證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性及所配的乳化液是否符合要求,利用試制的樣機(jī)進(jìn)行乳化液自動配比實驗,對比分析混合時間實測值與模擬值的差異,并測量乳化液的濃度變化,結(jié)果表明:各個工況下的混合時間實測值都略大于模擬值,兩者的變化規(guī)律基本吻合,說明了數(shù)值模擬的正確性;乳化液濃度隨放置時間的增加而降低,攪拌轉(zhuǎn)速越高,乳