【摘要】：鋁熔體發(fā)泡攪拌作為制備泡沫鋁的關(guān)鍵工藝,攪拌過程中發(fā)泡劑在鋁熔體中的分散狀況決定了泡沫鋁最終成形質(zhì)量及其性能。但目前在泡沫鋁制備工業(yè)上,泡沫鋁孔結(jié)構(gòu)不均、低孔隙率問題是制備高質(zhì)量泡沫鋁的技術(shù)難題。此外,攪拌槳在攪拌過程中所受腐蝕磨損作用極大地影響了其攪拌效率,且造成鋁液的污染。因此,開展以提高發(fā)泡劑在鋁熔體中的分散均勻性、降低攪拌槳所受的腐蝕磨損作用和攪拌功耗、提高攪拌效率為目的的研究具有重要的意義。本文選用雙流體歐拉和標準k-ε湍流模型,首先,研究攪拌流場和發(fā)泡劑在鋁熔體中的分散規(guī)律,并探究發(fā)泡劑顆粒分散性的影響因素;其次,分析攪拌功率的影響因素和槳葉的磨損趨勢;最后,建立發(fā)泡攪拌試驗,研究槳葉在鋁熔體中的腐蝕磨損機理,探究槳葉磨損及攪拌功率的影響因素。具體研究內(nèi)容包括:第一,通過分析攪拌流場的流速分布、湍動能分布以及發(fā)泡劑顆粒的運動軌跡,來剖析發(fā)泡攪拌流場的基本規(guī)律和發(fā)泡劑顆粒在鋁熔體中的分散規(guī)律。根據(jù)發(fā)泡劑顆粒在攪拌槽中的局部固含率以及軸向與徑向的速度變化,研究攪拌結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)對顆粒分散性的影響。第二,根據(jù)相似原理推導(dǎo)功率關(guān)聯(lián)式,并研究槳葉結(jié)構(gòu)、攪拌轉(zhuǎn)速以及鋁熔體溫度對攪拌功率的影響;模擬分析攪拌槳葉表面所受剪應(yīng)力與等效應(yīng)力分布,進而剖析槳葉的磨損情況,并在此基礎(chǔ)上,分析攪拌參數(shù)與槳葉磨損間的關(guān)系。第三,通過發(fā)泡攪拌試驗驗證攪拌參數(shù)與攪拌功率之間的關(guān)系,以及攪拌參數(shù)與槳葉磨損間的關(guān)系;微觀分析槳葉表面在攪拌過程中發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化,進而剖析槳葉的腐蝕磨損機理。
【圖文】：

鋁熔體發(fā)泡攪拌槽的流場及槳葉磨損研究的鋁熔體和發(fā)泡劑能夠充分混合，將攪拌槳設(shè)計成三間隔 90°布置；槳葉安裝角度、槳葉層間距、攪拌槳這三個參數(shù)對流場及發(fā)泡劑分散性的影響。建立軟件 PROE 建立攪拌幾何模型，，圓柱形攪拌槽直徑為拌軸直徑為 7cm，攪拌槽上表面敞開；中心軸直徑 13cm，厚度 3cm，間隔 90°；其中傾斜角、浸入深度、 0°、30°、45°和 60°，層間距分別取 20cm、30c 90cm、100cm 和 110cm；整個攪拌槳處于中心位置。劑 TiH2顆粒均勻攪拌的三層幾何結(jié)構(gòu)模型，攪拌結(jié)

圖 2.2 模型網(wǎng)格劃分Fig.2.2Meshgeneration ofmodel處于動區(qū)域內(nèi)，故在方法設(shè)置中將槳葉動區(qū)域內(nèi)的流體介質(zhì)和攪轉(zhuǎn)速，其它靜止區(qū)域內(nèi)的流體介質(zhì)設(shè)為相對靜止；將軸和槳葉定oving wall），攪拌槽壁定義為靜止邊界。攪拌槽內(nèi)邊界及區(qū)域類和 2.3 所示。表 2.2 攪拌模型邊界類型Table 2.2 Boundary types of stirring model邊界面名稱 邊界類型 邊界定義容器壁面 WALL BI開口面 SYMYTRY TOP底面 WALL bottom上層槳葉 WALL balde1中層槳葉 WALL balde2下層槳葉 WALL balde3
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21

【參考文獻】

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本文編號：2661265