泡沫混凝土混泡过程数值模拟及质量控制研究

发布时间：2017-03-27 11:10

  本文关键词：泡沫混凝土混泡过程数值模拟及质量控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：泡沫混凝土由于其轻质,隔热防火等优异性质广泛应用于各类建筑工程中,虽然得到了较快的发展,但是对于混泡过程的研究还非常欠缺。混泡效果的好坏会严重影响泡沫混凝土的质量,只有优质泡沫均匀分布于浆体并在硬化过程中形成封闭球形气室,才可以有效提高泡沫混凝土的各项性质和工程质量,但是现有的质量控制方法通常只是通过控制平均容重,这样并不能保障泡沫混凝土的质量,因此研究和优化混泡过程,提高浆体和泡沫的混合均匀程度,并以此控制、提高泡沫混凝土的性质和质量,对促进泡沫混凝土应用和发展以及建筑行业节能环保具有重大意义。本文结合静态混合器和数值模拟计算方面的研究成果,在现有混泡技术的基础上,结合浆体和泡沫混合过程中的实际问题,建立混泡管的三维实体模型,设计研究混泡过程的数值模拟实验,并通过计算所得数据分析优化混泡过程,提高混合均匀性,从而控制、提高、保障泡沫混凝土的质量和工程品质。最终,实验确定使用mixture多相流混合模型,标准k-ε湍流模型,SIMPLE求解算法进行模拟实验,分别确定了双浆体入口,螺距为0.1m,最佳设计管长为0.60m的标准螺旋结构;3叶片,叶片-空隙比1.5,组件间隔0.08m,最佳设计管长0.80m的浆板叶片结构的混泡管优化设计;同时研究了倾斜角度以及其他工作参数等方面对混泡过程的影响,研究结果为混合设备的设计和优化提供了理论与数据支持。
【关键词】：数值模拟 泡沫混凝土 混泡过程 质量控制
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究的目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势9-12
• 1.2.1 泡沫混凝土发展现状9-10
• 1.2.2 混泡过程的研究现状10-11
• 1.2.3 混泡过程与质量控制11-12
• 1.3 混泡过程现存问题与缺陷12-13
• 1.4 本文研究目的及内容13-14
• 1.4.1 研究目标13
• 1.4.2 研究内容13-14
• 2 静态混合器和数值模拟的发展及应用14-21
• 2.1 静态混合器的发展和应用14-17
• 2.1.1 静态混合器的研究和发展14-16
• 2.1.2 混泡管的研究和发展16-17
• 2.2 数值模拟实验的研究与应用17-20
• 2.2.1 数值模拟的优势与特点18
• 2.2.2 Fluent在混泡过程中的应用18-19
• 2.2.3 数值模拟与质量控制19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 混泡过程的研究方法21-39
• 3.1 混泡管三维模型的建立21-22
• 3.2 网格划分22-29
• 3.2.1 网格划分方法的选择23
• 3.2.2 混泡管网格划分23-29
• 3.3 多相流混合的计算方法29-36
• 3.3.1 多相流模型的选择29-31
• 3.3.2 湍流模型的选择31-34
• 3.3.3 离散格式的选择34
• 3.3.4 流体性质及边界条件的设置34-36
• 3.4 混合均匀度的研究方法36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 混泡过程的数值模拟实验及数据分析39-79
• 4.1 混泡管结构类型的选择与设计39-50
• 4.1.1 不同结构类型组件的混泡性能39-43
• 4.1.2 浆体入口数目对混泡效果的影响43-47
• 4.1.3 不同结构组合的混泡性能47-50
• 4.2 混泡管结构参数的设计与优化50-62
• 4.2.1 管径比对混泡效果的影响50-55
• 4.2.2 螺旋参数对混泡效果的影响55-60
• 4.2.3 最佳倾斜角度研究60-62
• 4.3 浆板叶片混泡管的结构优化62-67
• 4.3.1 叶片片数对混泡效果的影响62-64
• 4.3.2 叶片-空隙比例对混泡效果的影响64-66
• 4.3.3 混合组件间隔距离对混泡效果的影响66-67
• 4.4 混泡过程工作参数的优化67-77
• 4.4.1 入口速度对混泡效果的影响68-76
• 4.4.2 工作参数对混泡过程的影响76-77
• 4.5 本章小结77-79
• 结论79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果84

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