鋁合金因其密度小﹑抗腐蝕強﹑強度大﹑易加工等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于航空航天﹑軌道交通﹑房屋構(gòu)架等多個領(lǐng)域。但由于鋁合金在熔煉過程中會與空氣中的水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生氫原子,并被鋁液吸收,而未溶的氫易使鑄錠產(chǎn)生氣孔和夾雜等缺陷,降低了其使用壽命,所以研究高效的鋁熔體凈化技術(shù)至關(guān)重要。本文提出一種將旋轉(zhuǎn)吹氣攪拌法與功率超聲除氣法相結(jié)合的復(fù)合除氣方法,該方法利用吹出氣泡的吸附作用將熔體中的氫去除,從而達到凈化目的。熔體中氣泡形態(tài)及分布規(guī)律與除氫效率密切相關(guān),但由于鋁熔體高溫不透明,直接研究復(fù)合場下氣泡形態(tài)、分布規(guī)律非常困難,故本課題采用FLUENT軟件,先討論旋轉(zhuǎn)吹氣過程中攪拌參數(shù)對氣泡分布狀態(tài)及內(nèi)部流場特性的影響,找出最佳攪拌參數(shù)組合;在保證其他參數(shù)不變的情況下,討論了超聲參數(shù)對氣泡分布特性及內(nèi)部流場分布規(guī)律的影響。數(shù)值模擬結(jié)果可知:轉(zhuǎn)速是影響攪拌場下氣泡鏈形狀的主要因素,而氣流量是影響攪拌場下氣泡尺寸的主要因素。隨著轉(zhuǎn)速的增加,氣泡鏈依次呈現(xiàn)“外拋”狀﹑“S”狀和內(nèi)凹狀;而隨著氣流量的增加,氣泡體積顯著上升。轉(zhuǎn)速是影響內(nèi)部攪拌流場的主要因素,轉(zhuǎn)速越大,流場內(nèi)部的液相速度﹑湍流強度和壓力梯度越大,而氣... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋁熔體精煉除氣裝置示意圖

Lauterborn[37,38]早在 1987 年采用高速全息攝影技術(shù)幀速率，研究得出液體的非線性聲響應(yīng)是由空化泡本身和的；此后，觀察了聲場下單﹑雙個氣泡的徑向震蕩，以沖擊波)和光學(xué)(發(fā)光)發(fā)射的相關(guān)圖像；Appel[39]采用兩臺高角來觀察空化泡運動軌跡，經(jīng)過圖像后處理后發(fā)現(xiàn)聲空氣泡形成的動態(tài)物體，而空化泡多產(chǎn)生于聲幅低壓區(qū)及等人發(fā)現(xiàn)空化泡在雙頻聲場下的聚結(jié)程度與組合中單個關(guān)，在雙頻聲場中的氣泡壽命比單頻長，且潰滅溫度較場下的潰滅對稱性不及單頻聲場下好。Ma[41]建立了一套裝置，示意圖如圖 1-2 所示，研究了在固定頻率 18kHz 聲過程及雙氣泡的合并過程，并結(jié)合理論模型，分析導(dǎo)致素。

其裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-3 所示。通過水模擬確定最佳參數(shù)，再進行鋁熔體除氣實驗。試驗結(jié)果表明，經(jīng)過 5 分鐘的除氣，鋁合金的密度可達到 2.7 kg/dm3。圖 1-3 超聲振動系統(tǒng)示意圖Fig.1-3 Schematic diagram of ultrasonic vibration systemXu[47,48]采用超聲-真空除氣方式對鋁合金脫氣效果的影響，通過比較試樣密度和氫含量在超聲﹑真空﹑超聲-真空不同情況下隨時間的變化，最終得出超聲波會加快真空除氣進程，超聲波-真空復(fù)合除氣方式是一種高效﹑無污染的熔體

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]機械攪拌槽混合數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 鄧遠鋒.廣西大學(xué) 2017
[2]鋁合金熔體雙噴頭旋轉(zhuǎn)精煉技術(shù)模擬研究[D]. 蘇志付.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]鐵水預(yù)處理過程中噴氣攪拌的實驗與模擬研究[D]. 邵品.昆明理工大學(xué) 2009
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本文編號：3221243