聚焦超声汽雾冷却工艺参数对磨削区换热影响的实验研究

发布时间：2017-10-02 05:18

  本文关键词：聚焦超声汽雾冷却工艺参数对磨削区换热影响的实验研究

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【摘要】：由于磨削加工过程中,砂轮的高速旋转,在砂轮周围会形成气流场,由气流场产生的“气障”会阻碍磨削液的有效注入,从而影响磨削加工过程中的冷却效果,工件不能有效的降温。因此,普通的冷却方式很难满足磨削加工过程中的冷却需求。实现对磨削区的有效冷却关键是要施加给磨削液足够的推动力,使其能克服气流层的阻力,从而顺利达到磨削区。基于聚焦超声的声动力效应,以及汽雾介质具有的强换热能力,课题组采用聚焦超声汽雾冷却的方式对磨削区进行冷却,探究聚焦超声汽雾冷却对磨削温度的影响规律。运用热学领域的强化换热思想,探究聚焦超声汽雾冷却的换热能力,通过改变对发热板的加热电压,得到一系列对应的平衡温度,计算出聚焦超声雾化冷却状态下的热流密度以及换热系数。发现其换热系数强于普通的水射流,聚焦装置可以有效增强超声汽雾的换热能力。并且温度越高,越能体现聚焦超声汽雾冷却的优势。进行聚焦超声汽雾冷却实验,首先要研究的工艺参数就是喷嘴的位置,不同的喷嘴位置,汽雾进入磨削区的量和方式会不同,造成不同的换热效果。通过改变喷嘴与砂轮中心的水平距离,喷嘴与工件上表面的夹角以及喷嘴与工件上表面的垂直距离,探究不同位置时的磨削温度变化规律,由实验结果可以看出:喷嘴离砂轮的水平距离越近,换热效果越好,与工件表面有一定的夹角时比水平情况下换热效果好。因为喷嘴离砂轮越近,汽雾突破砂轮周围气流场的能力就越强,进入磨削区的冷却液就更多。选出合适的喷嘴位置,进行聚焦超声汽雾冷却条件下的换热实验。雾化冷却之前,作为对比,先进行干磨时的磨削实验,聚焦超声汽雾冷却时,改变雾化量,探究不同雾化量时的磨削温度变化规律,同样的雾化量情况下不加聚焦装置,与有聚焦装置的情况下对比。总结实验数据,分析得出,磨削深度对磨削温度的影响最明显,超声雾化冷却可大幅度降低磨削区的温度,增大雾化量,聚焦超声汽雾的换热能力增强;同等雾化量时有聚焦装置的情况下换热能力明显增强。
【关键词】：超声 雾化 聚焦 换热
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外和磨削区冷却有关的研究10-14
• 1.2.1 新型冷却方式的研究10-11
• 1.2.2 磨削区气流场的研究11-12
• 1.2.3 供液方式的研究12-13
• 1.2.4 磨削区换热机理的研究13-14
• 1.3 聚焦超声汽雾冷却的相关技术14-16
• 1.3.1 聚焦超声雾化冷却的提出14-16
• 1.3.2 超声雾化16
• 1.4 课题的提出以及研究内容16-19
• 1.4.1 课题的提出16-17
• 1.4.2 课题的研究内容17-19
• 第二章 聚焦超声汽雾冷却条件下的强化换热实验研究19-36
• 2.1 引言19
• 2.2 聚焦超声汽雾冷却条件下强化换热的基础实验19-35
• 2.2.1 测温方法的选择19-21
• 2.2.2 实验条件与方法21-26
• 2.2.3 水射流条件下的强化换热结果与分析26-29
• 2.2.4 无聚焦系统时超声汽雾冷却条件下的强化换热结果与分析29-31
• 2.2.5 有聚焦系统时超声汽雾冷却条件下的强化换热结果与分析31-35
• 2.3 本章小结35-36
• 第三章 不同喷嘴位置对磨削区换热影响的实验研究36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 不同喷嘴位置换热效果的实验研究36-47
• 3.2.1 实验条件与方法36-37
• 3.2.2 不同喷嘴位置时的换热实验结果与分析37-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第四章 聚焦超声汽雾冷却条件下的磨削区换热的实验研究48-65
• 4.1 引言48
• 4.2 干磨条件下的磨削温度实验研究48-51
• 4.3 聚焦超声汽雾冷却条件下的磨削温度实验研究51-60
• 4.3.1 有聚焦系统时的磨削温度实验研究51-55
• 4.3.2 不同雾化量条件下的磨削温度数据分析55-60
• 4.4 无聚焦时超声汽雾冷却条件下的磨削温度实验研究60-64
• 4.4.1 无聚焦系统时的磨削温度实验研究60-61
• 4.4.2 无聚焦系统条件下的磨削温度数据分析61-64
• 4.5 本章小结64-65
• 总结与展望65-67
• 总结65
• 后续工作展望65-67
• 参考文献67-72
• 致谢72-73
• 个人简历73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陆颖,王继先,高航;基于环保的“绿色”冷却技术的新进展[J];机械设计与制造;2000年05期

2 黄卫星;高建民;陈翠英;;超声雾化的研究现状及在农业工程中的应用[J];农机化研究;2007年03期

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本文编号：957779