液粒两相强制环流光整加工环流发生器的设计.pdfVIP

学兔兔 第2期 (总第165期) 机 械 工程 与 自动 化 No．2 2011年4月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MATION Apr． 文章编号：1672．6413(2011)O2—0105—03 液粒两相强制环流光整加工环流发生器的设计 杨晓春，杨胜强，李文辉 (太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024) 摘要：运用CFD通用软件Gambit和Fluent分别对两种具有3个出12的强制环流发生器进行了数值模拟，将 模拟结果用矢量图、流线图、湍流能量图进行表示。分析和比较模拟结果，发现流线型出口形状具有较优越的 性能，为进一步的实验研究提供了可靠的理论依据。 关键词：两相流；光整；数值模拟 中图分类号：TG356．28 文献标识码：A 0 引言 表面进行光整加工。液体不断泵进，便可实现连续加 随着科技的进步，对精密仪器的要求越来越高，而 工，再使加工装置与工件产生轴向运动，即可对工件 这些精密仪器的表面处理对制造业提出了更高的要 的整个内孔实现光整加工。 求。传统的孔表面加工方法都存在一定的局限性，为 1 2 3 4 5 此提出了一种通过高能液粒两相强制环流进行光整加 工的新工艺。该工艺是将一定流量和压力的液体导人 内孔表面，并且通过一定的装置使液体沿内孔表面产 生旋转运动，做旋转运动的液体带动预装入装置中的 磨粒产生旋转运动，磨粒的高速旋转运动产生高效的 机械能对工件的内孔进行磨削和滚压，从而进行光整 6 加工。 1一不锈钢管；2一工件；3一定位导向装置； 目前，计算机仿真技术在实验研究中的作用越来 4一环流发生器；5一磨粒挡板；6～固定螺栓 越大，它减少了科研的盲目性，能最大程度地节约成 图1 实验装置 本。本文先利用Pro／E建立模型，将其导入Gambit中 进行网格划分，最后在Fluent中进行数值模拟。并对 模拟结果进行了分析，目的是为后期的实验提供依据。 1 实验装置及其工作原理 1．1 实验装置 实验装置如图1所示。 图 2 环流发生器 1．2 工作过程 1．3 控制方程 工作过程如下：不锈钢管1外接水泵，启动水泵 连续性方程为： 时，液体顺着不锈钢管流到环流发生器4(见图2)中， +。 az + a + 一 … … ．(1) 沿着环形出口喷出。在导向装置3、环流发生器4和磨 v ’ 。 … 粒挡板5三者形成的环形空间内，由出口喷出的液体 式中： ——流体密度 带动预装入环形空间的磨粒做旋转运动，磨粒由挡板 z、Y、 ——直角坐标分量； 5限制在环形空间内，当由出口喷出的液体速度足够 t——时问； 大时，便可带动磨粒做旋转运动，并且紧贴工件内孔 “、 、W—_分别为流体速度在,27、Y、z方向的 收稿日期：2010-09—20；修回日期：2010一lO一30 作者简介；杨晓春(1985一)，男，山