【摘要】：大規(guī)模制備微細(xì)顆粒的傳統(tǒng)機(jī)械破碎法中,如球磨、攪拌磨等,由于微細(xì)顆粒結(jié)團(tuán)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(xì)顆粒團(tuán)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(dòng)顆粒撞擊剛性壁面,使微細(xì)顆粒進(jìn)一步破碎,實(shí)現(xiàn)超微細(xì)粉體的機(jī)械法制備,對(duì)超微細(xì)粉體的大規(guī)模制備具有重要的理論研究?jī)r(jià)值和指導(dǎo)意義。首先,對(duì)液相環(huán)境下的微細(xì)顆粒破碎條件進(jìn)行理論分析,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定影響微細(xì)顆粒破碎條件的一個(gè)重要因素—分形維數(shù)D,得到不同粒徑的微細(xì)顆粒沖擊壁面發(fā)生破碎時(shí)的最小速度值,且對(duì)應(yīng)速度值隨顆粒粒徑的減小而增大。其次,通過(guò)FLUENT流體仿真軟件分析無(wú)量綱距離(γ)、空化泡半徑(R)及環(huán)境圍壓(P_∞)三個(gè)重要因素對(duì)空化泡潰滅過(guò)程及空化微射流沖擊剛性壁面時(shí)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(shí)對(duì)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(duì)潰滅微射流沖擊壁面時(shí)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(qiáng)。最后,基于數(shù)值仿真的分析結(jié)果,設(shè)計(jì)并制作一套超聲空化微細(xì)顆粒破碎試驗(yàn)裝置,通過(guò)設(shè)計(jì)3因素3水平的正交試驗(yàn)方案,分析漿液濃度、超聲頻率及介質(zhì)數(shù)量對(duì)超聲空化顆粒破碎效果的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:超聲空化強(qiáng)度以及微細(xì)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(chǎng)中壁面的面積,增強(qiáng)空化微射流裹挾顆粒撞擊介質(zhì)表面形成破碎,但過(guò)多的介質(zhì)會(huì)影響超聲的傳導(dǎo),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(xì)顆粒破碎方法,給出了空化泡潰滅過(guò)程仿真的有效方法;設(shè)計(jì)了一種超聲空化微細(xì)顆粒破碎試驗(yàn)裝置,為空化射流應(yīng)用于微細(xì)顆粒破碎的工業(yè)化生產(chǎn)提供了重要的工程指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖 2-1 空化產(chǎn)生與空化核、作用時(shí)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(kāi)始，隨著氣微氣泡。液相中壓力升高時(shí)，氣泡又開(kāi)始縮小，被壓潰生可以歸結(jié)為空化氣核的平衡問(wèn)題。方面是因?yàn)槠渲泻写罅康奈馀荩硪环矫媸且驗(yàn)閼腋≡谝后w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(shí)，由于浮力的存在很快就會(huì)上浮到液面最壓強(qiáng)會(huì)很大，，氣核內(nèi)部的氣體在極大壓強(qiáng)下將溶解在

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)型）2.5 近壁面空化泡潰滅仿真計(jì)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(qiáng)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(guò)程，主相為水（液態(tài)），次相為水（蒸氣）。利用 Fluent 流體仿真軟件對(duì)近壁面空化泡潰滅過(guò)程進(jìn)行求解，控制方程、相界面捕捉方法見(jiàn) 2.3 及 2.4 小節(jié)。求解過(guò)程如圖 2-2。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.3

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本文編號(hào)：2654469