三相磨粒流文丘里管结构空化辅助抛光机理与试验

• 作者: 曹慧强 潘烨 葛满 计时鸣 赵军
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 空化 数值模拟 涡量 PIV 磨粒流加工 试验
• 年，卷（期）: 2018,（16）
• 所属期刊栏目: 农业装备工程与机械化
• 页码范围: 71-79
• 页数: 9页
• 分类号: TG580.692.2
• 字数: 7034字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.16.010

摘要

为解决传统流体抛光效率低等问题,该文提出三相磨粒流文丘里管结构空化辅助抛光方法,进行了理论分析和试验研究.利用计算流体力学对三相磨粒流有无文丘里管结构空化2种情况分别进行数值模拟,分析和对比流场内的速度矢量、动压力和湍动能等参数.为了验证数值模拟的正确性和所提出方法的有效性,一方面进行了PIV(Particle image velocimetry)观测试验,观察和分析流场内空化云团的演化,进一步分析空化辅助抛光机理;另一方面进行了三相磨粒流空化抛光试验,对工件的表面粗糙度和表面形貌进行测量和分析.理论和试验结果表明:空化辅助下的流场速度、动压力、湍动能和有效加工区域明显增大,数值分析与PIV观测试验、抛光试验结果具有很好的一致性,三相磨粒流文丘里管结构空化辅助抛光方法显著提高了抛光效率.加工对比试验显示,空化辅助磨粒流抛光相比同参数的传统流体抛光效率大幅提高,经12 h抛光后工件表面粗糙度Ra从160 nm最低下降到4.95 nm.