MQL氣泡霧化噴嘴下游流場數(shù)值模擬.pdf

1、工業(yè)化進(jìn)程的加快帶來的環(huán)境污染已日趨嚴(yán)重。金屬切削加工業(yè)作為重要的工業(yè)領(lǐng)域,節(jié)能降耗,減小污染已迫在眉睫。本文針對金屬切削加工中廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)冷卻潤滑方式,研究開發(fā)了新的冷卻潤滑方式和系統(tǒng),以期解決由此產(chǎn)生的污染問題。本課題具有重要的工程實(shí)際意義。
　　 小量冷卻潤滑(MQL)不僅冷卻潤滑效果好,且不會污染環(huán)境,是一種綠色冷卻潤滑方式。其中液體氣泡霧化方式具有霧化質(zhì)量高、耗液耗氣量小、工作壓力低等特點(diǎn),在金屬切削加工中的應(yīng)用受到

2、廣泛關(guān)注。
　　 本文在進(jìn)行大量分析研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套切削液氣泡霧化系統(tǒng),該系統(tǒng)以壓縮空氣為動力,形成氣泡兩相流,使切削液產(chǎn)生霧化。依據(jù)這一原理,設(shè)計(jì)了多孔氣泡霧化噴嘴,并對其霧化特性進(jìn)行了研究。
　　 建立了霧化噴嘴結(jié)構(gòu)的流體運(yùn)動模型,采用兩相流中描述顆粒運(yùn)動的歐拉-拉格朗日法,利用FLUENT有限元軟件對噴嘴的霧化特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。分析結(jié)果表明霧化顆粒粒度與噴嘴口徑近似呈正比關(guān)系,與氣液流量比近似呈反比關(guān)系；霧

3、化顆粒流速與氣液流量比和壓縮空氣壓強(qiáng)成正比,與噴嘴口徑成反比,而切削液流率對霧化顆粒流速的影響較為復(fù)雜,在切削液流率較小時(shí),隨著它的增大霧化顆粒流速增大,但當(dāng)切削液流率達(dá)到一定值后,霧化顆粒流速反而會減小,顆粒流速隨著遠(yuǎn)離噴嘴口而逐漸減??；進(jìn)一步用正交分析獲得在氣液流量比0.2、壓縮空氣壓強(qiáng)0.4 MPa和切削液流率3 g/s的條件下,霧化顆粒粒度最小。
　　 此外,用所設(shè)計(jì)氣泡霧化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn),直觀地觀察了噴嘴口徑和