PVA纤维分散机锤片外流场分析及其分散性能测试

发布时间：2017-06-09 19:14

  本文关键词：PVA纤维分散机锤片外流场分析及其分散性能测试，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着纤维混凝土应用不断发展,PVA纤维以其优质的物理化学性质与价格低廉的特点逐渐受到人们的重视,对掺加PVA纤维混凝土的研究应用也越来越多。研究发现,高强高模PVA纤维在混凝土之间相互交错可形成一种分布均匀的三维乱向网格体系,网格体系的存在提高了混凝土受冲击时对于动能的吸收能力。然而,PVA纤维自包装袋取出时往往成一簇簇的束状,与混凝土拌合后难以形成理想的网格体系,并且会严重影响纤维混凝土的性能,因此,对PVA纤维束分散问题的研究,成为国内外研究的热点。本文在研究PVA纤维各项物理化学性质及几何特征的基础上,分析了PVA纤维分散机的工作原理,并研究了PVA纤维在搅拌室内运动时动量与能量转化关系,得出改变筒体结构与锤片参数能改善纤维的分散性能;此外,根据分散机搅拌室内流体的运动状态,得出增大流场的湍流动能也可以增强纤维分散性能。针对不同搅拌轴上相邻两组锤片进行三维建模,并抽取锤片外流场模型,将流体有限元的思想引入到PVA纤维流中,求得流场内PVA纤维流的密度sρ与粘度sμ。基于Fluent求解器得到锤片外流场的运动状况,结果表明分散机筒体下半部至出口区域应设计成圆弧状的结构形状。通过对比分析三组不同间距下锤片外流场湍流动能分布,得出了锤片间距越小对纤维的分散越有利,确定了本次研究中理想的锤片间距;对比分析了七组不同轴距下锤片外流场湍动能分布,得出了应尽量减小轴距,确定了本次研究中理想的轴距;对比锤片最高点与最低点速度的差值,通过分析转速与差速度的曲线图,确定锤片的最佳转速。并在此基础上确定了筒体结构和参数,建立了分散机整体模型。通过现场试验,采用样本抽取的方法,对PVA纤维分散机的分散性能进行测试,当转速达到700r/min时,满足工程上对分散性能的要求。
【关键词】：PVA纤维分散机 锤片外流场 分散性能
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.572
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 PVA纤维混凝土国内外研究现状11-13
• 1.2.2 分散技术国内外研究现状13-14
• 1.3 PVA纤维物理化学性质和几何特征14-16
• 1.3.1 PVA纤维物理化学性质14-15
• 1.3.2 PVA纤维几何特征15-16
• 1.4 本文主要研究内容16-19
• 第二章 PVA纤维分散机理19-29
• 2.1 PVA纤维分散机基本结构及工作原理19-20
• 2.1.1 PVA纤维分散机基本结构19
• 2.1.2 PVA纤维分散机工作原理19-20
• 2.2 PVA纤维流场运动理论分析20-24
• 2.2.1 动量与能量转化分析20-23
• 2.2.2 流场运动分析23-24
• 2.3 纤维分散性影响因素24-28
• 2.3.1 搅拌锤片参数24-27
• 2.3.2 搅拌轴参数27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 PVA纤维分散机锤片外流场模型建立与求解29-43
• 3.1 搅拌轴整体及搅拌锤片模型的建立29-32
• 3.1.1 CATIA软件介绍29
• 3.1.2 搅拌轴整体模型的建立29-30
• 3.1.3 干涉分析30-31
• 3.1.4 搅拌锤片模型的建立31-32
• 3.2 锤片外流场网格生成32-34
• 3.3 求解器的设定34-41
• 3.3.1 流体参数的设定34-36
• 3.3.2 湍流模型的设定36-38
• 3.3.3 边界条件的设定38-40
• 3.3.4 迭代求解方式的设定40
• 3.3.5 计算收敛40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 PVA纤维分散机锤片外流场分析43-57
• 4.1 锤片外流场仿真结果分析43-47
• 4.1.1 压力分布43-44
• 4.1.2 湍动能分布44-45
• 4.1.3 速度分布45-47
• 4.2 不同间距对流场影响对比分析47-50
• 4.2.1 不同间距对流场湍流强度的影响47-49
• 4.2.2 不同间距下锤片的转速与压力的关系49-50
• 4.3 不同轴距对流场的影响对比分析50-53
• 4.4 不同转速对流场影响对比分析53-55
• 4.5 PVA纤维分散机模型55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第五章 PVA纤维分散性能测试分析57-63
• 5.1 试验材料57-58
• 5.2 试验设备58-60
• 5.2.1 传动及动力装置58-59
• 5.2.2 PVA纤维分散机59-60
• 5.3 PVA纤维分散性能测试与分析60-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 结论与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 创新点64
• 6.3 不足与展望64-65
• 致谢65-67
• 参考文献67-70
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果70

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