基于电磁感应原理的新型磨料射流发生装置研究

发布时间：2021-07-22 06:52

　　在许多行业中,磨料射流担任着非常重要的作用,比如,磨料切割、磨料抛光等。如今,磨料射流技术中主要面临两个问题:第一,前混合磨料射流磨料罐内一次性装的磨料有限,必须在停机后加入磨料方能继续工作;第二,后混合磨料虽能连续工作,但系统能量利用率较低。本文将电磁发射技术应用于磨料射流研究,利用电磁感应原理建立了磨料射流发生装置;磨料的材质为金属,受力来自于电磁力;磨料颗粒不同于以往的磨料,因为磨料直径大小与受到的电磁力大小有很大关系;本文的主要研究内容如下:分析了电磁发射技术基本理论中电磁炮的原理、主要结构及分类,重点对本文采用的同步感应线圈炮,对其结构、原理及影响系统效率的因素进行了深入地分析。分析了液固两相流中固相颗粒的基本特征,固相颗粒在流体中运动时受到的阻力、加速力及不均匀力,并针对单磨料颗粒在管道内的受力进行了分析,并对其运动过程进行了方程的建立。设计并建立了电磁磨料射流发生装置平台,对实验装置运用Ansys Electro-magnetics suits电磁仿真软件对磨料加速的最佳发射位置进行了研究,结果发现圆柱形磨料的最佳发射位置是磨料尾部距加速线圈入口处-9mm,球形磨料的最佳... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题研究的主要内容和目的
    1.4 本章小结
2 电磁发射技术基本理论
    2.1 电磁炮
        2.1.1 电磁炮的原理
        2.1.2 电磁炮的主要结构与分类
    2.2 同步感应线圈炮的受力分析及加速原理
    2.3 影响同步感应线圈炮效率的因素
    2.4 电磁发射技术的应用
        2.4.1 军事应用
        2.4.2 国民经济中的应用
    2.5 本章小结
3 电磁磨料射流加速实验研究
    3.1 实验装置及实验方法
        3.1.1 实验装置
        3.1.2 实验方法
        3.1.3 最佳初始位置
        3.1.4 装置的磁场分布
    3.2 加速装置性能实验研究
        3.2.1 实验方案和结果
        3.2.2 数据分析对比
    3.3 磨料参数对速度的影响
        3.3.1 球形磨料参数对速度的影响
        3.3.2 圆柱形磨料参数对速度的影响
    3.4 本章小结
4 磨料在流体中运动规律研究
    4.1 液固两相流基本概念
        4.1.1 固相颗粒的基本特征
        4.1.2 液固两相混合物的分类
        4.1.3 液固两相流的基本参数
    4.2 固相颗粒的受力分析
        4.2.1 阻力
        4.2.2 颗粒的加速力
        4.2.3 流体不均匀力
    4.3 磨料在管道内的运动研究
        4.3.1 单磨料颗粒受力分析
        4.3.2 磨料颗粒运动方程的建立
    4.4 本章小结
5 电磁磨料颗粒运动过程数值模拟
    5.1 Fluent软件简介
    5.2 数值模拟理论
        5.2.1 两相流的模型和基本方程
    5.3 ICEM CFD模型建立和网格划分
    5.4 Fluent参数设置
    5.5 管道内部流场计算结果分析
    5.6 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]美国电磁轨道发射技术概述[J]. 苏子舟,国伟,张博,黄凯,范薇.  飞航导弹. 2018(02)
[2]感应线圈炮中电枢感应电流产生机理及特性[J]. 向红军,雷彬,苑希超,吕庆敖.  火炮发射与控制学报. 2017(04)
[3]高压水射流研究现状及应用[J]. 曹国强,张睿.  沈阳航空航天大学学报. 2017(03)
[4]电磁发射技术[J]. 马伟明,鲁军勇.  国防科技大学学报. 2016(06)
[5]欧洲电磁发射技术发展概述[J]. 苏子舟,张涛,张博.  飞航导弹. 2016(09)
[6]磨粒射流加工研究现状与进展[J]. 张成光,王毅,张勇,张飞虎.  工具技术. 2016(03)
[7]新型后混合式磨料水射流系统的研制[J]. 张成光,张勇,张飞虎,栾殿荣.  机械工程学报. 2015(05)
[8]同步感应线圈炮的电枢减速特性[J]. 国伟,张涛,苏子舟,曹斌,张洪海,李菊香.  高电压技术. 2014(04)
[9]同步感应线圈炮磁耦合仿真分析[J]. 国伟,张涛,范薇.  火炮发射与控制学报. 2014(01)
[10]单级脉冲感应线圈炮能量转换效率优化研究[J]. 刘文彪,张媛,曹延杰.  高压物理学报. 2013(02)

硕士论文
[1]电磁磨料浆体射流增压装置的研究[D]. 谢淮北.安徽理工大学 2016
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[3]前混合磨料射流精确供砂装置的研究[D]. 韦朝坤.安徽理工大学 2015
[4]电磁发射速度控制技术研究与仪器设计[D]. 彭甲.西安工业大学 2015
[5]重接型电磁推进系统机理模型的研究[D]. 唐杰.西南交通大学 2013
[6]基于FPGA的模糊控制在电磁推进中的应用[D]. 王学伦.西南交通大学 2011
[7]螺旋线圈式电磁炮发射机理与静动态电磁特性研究[D]. 郑明华.国防科学技术大学 2010
[8]电磁炮发射过程中电磁场环境的分析与应用研究[D]. 葛霞.南京理工大学 2009
[9]电磁发射脉冲电源研究及电磁场数值分析[D]. 刘少培.南京理工大学 2009
[10]电磁炮身管的参数化研究和动态响应分析[D]. 吴宇.南京理工大学 2009



本文编号：3296671