连续式干混砂浆搅拌机流场数值分析_电子/电路_工程科技_专业资料。专题 论 述 ＳＵＦ ＶＥＹｌ ＮＧ 连续式干混砂 浆搅 拌机流 场数值 分析 裘升 东 ，丁 （ １ ．绍兴职 业技术学院 ，浙江 绍兴 奇 绍兴 ３ １ ２ ０ １ ６）
专题 论 述 ＳＵＦ ＶＥＹｌ ＮＧ 连续式干混砂 浆搅 拌机流 场数值 分析 裘升 东 ，丁 （ １ ．绍兴职 业技术学院 ，浙江 绍兴 奇 绍兴 ３ １ ２ ０ １ ６） ３ １ ２ ０ １ ６ ；２ ．浙江省通用预拌砂浆研究院 ，浙江 ［ 摘要 ］ 采用多重参考系 （ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｌ ｆ ａ ｍ ｅ ，ＭＲ Ｆ） 法处理桨叶旋转和以颗粒动力学为基础的 Ｅ ｕ ｌ ｅ ｒ — Ｅ ｕ ｌ ｅ ｒ 双流体模型，对连续式干混砂浆搅拌机流场数值进行模拟研究。本文分别模拟了５ 种不 同叶片 安装角的搅拌机搅拌特性 ，并分析 了其湍流动能、速度场特性。结果表明，砂浆搅拌机 内部流场复杂且剧 烈 ，搅拌效果较好 ，且整体呈现出轴流式搅拌桨特性 ，符合连续式搅拌机工作要求 ；叶片安装角对于流 场特性影响较为突出 ，轴 向速度和周 向速度 随着安装的变化而变化 ，轴 向速度呈现出正相关趋势 ，周向 速度呈现 出负相关趋势。分析结果为连续式干混砂浆搅拌机设计优化与工程应用提供了一定理论依据。 ［ 关键词 ］ 连续式砂浆搅拌机 ；数值计算 ；两相流 ；流场特性 ［ 中图分类号 ］ Ｔ Ｕ ６ ４ ２ ＋ ． １ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号 】 １ ０ ０ １ — ５ ５ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ８ — ０ ０ ５ ３ — ０ ５ Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎｔ ｉ ｎｕ ｏ ｕｓ ｄｒ ｙ ｐ ｒ ｅ ｍｉ ｘ ｅ ｄ ｍｏ ｒ ｔ ａｒ ｍｉ ｘ ｅ ｒ ＱＩ Ｕ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ － ｄ ｏ ｎ ｇ ，ＤＩ ＮＧ Ｑｉ 干混砂浆 以其 品质 、效率 、经济 、环保等方 面 的显著优越性 ，在西方发达国家 已经基本代替传 统砂浆 。随着 中国经济发展和城市化的推进 ，干混 砂浆将在未来得到更广泛的推广和使用 ，成为我 国 好的结果 。Ｃ Ｆ Ｄ 通过计算机数值计算和图像显示方 法 ，在 时间 和空 间上定 量地 描述 流场 的数 值解 ，以 获得理想的研究结果 。这种方法解决 了传统流体研 究在设备和成本等条件 的限制 ，可以借助流体方程 建筑行业 的研究热点 。而搅拌工艺是干混砂浆制备 和数 值 模 型对 流 体 特性 进 行 研 究 ］ 。本 文针 对 某 和使用 系统 中的关键技术 ，直接影 响最终成 品砂 商用连续式砂浆搅拌机 ，运用Ｃ Ｆ Ｄ 技术建立砂浆搅 浆 的使 用 性 能 。其 中连 续 式 干 混 砂 浆 搅 拌 机 可 直 拌机３ Ｄ数值分析模型 ，对其搅拌 特性进行模拟分 接安装在砂浆储罐下端 ，与砂浆罐供水 系统 、电控 系统组合 ，并可与砂浆泵组合使用 ，可满足不 同条 析 ，相关分析结果为搅拌机设计优化和工程应用提 供了理论依据。 件 的现场施工要求 ，较传统方法施工其效率大幅度 提高。 目前 ，中国砂浆搅 拌机生产企业还 处于生产 １ 模拟对象 １ ． １ 计 算域 制造 的较低水 平 ，相关 的研究工作并没有深 入展 模拟采用某商用连续式砂浆搅拌机 ，如图ｌ 所 开 ，国内各大高校和科研 院所主要集 中在砂浆搅拌 示 。搅 拌 机整体 分 为搅拌 域 和输 料域 ，输料 域 采用 机的结构分析 。如青 岛理大阳城游戏学董文正等 … 利用 螺旋机构将物料送人搅拌 区，而搅拌域为主要搅拌 有 限元分析软 件对 干混砂浆搅拌机搅拌轴进行 了 混合工作 区域 ，也是本次模拟的计算域 。 线性静态分析 ，得出该搅拌轴的刚度和应力分布情 况。山大阳城游戏技大学孙钰雁等 对砂浆搅拌轴刀片 进行 有 限元 分析 ，完 成静 强 度 、模 态 分析 和疲 劳分 Ｄ ＯＩ ： Ｉ Ｏ ． １ ４ １ ８ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｍ１ ９ ８ １ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ０ １ 析等 ，并采用 目 标驱动优化方法对搅拌轴优化 ，优 化后有效降低 了最大等效应力 。随着计算流体力学 的发展 ，通过Ｃ Ｆ Ｄ 方法来研究搅拌特性能够获得 良 ［ 收稿 日期 】２ ０ １ ７ — ０ ４ — ２ ７ ［ 基金项 目］ 浙江省教育厅 一般科研 项 目资助 项 目 （ Ｙ ２ ０ １ ６ ３ ６ ７ ５ ０） ［ 通讯地 址 ］裘升东 ，浙江省绍兴市越城 区亭 山路５ ２ ６ 号 Ｃ Ｏ Ｎ Ｓ Ｔ Ｒ Ｕ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ｙ ５ ３ Ｉ 进口 ～ 为搅 拌机 流道 为多相 流模 型 ，将 其 简化 为 固 、液 两 相 。 阎卡 Ｈ 为砂 浆 成分 中 的细骨 料 ，液 相 为水泥 浆 。 水 泥浆是 发生 水化 反 应后稳 定 的流体 ，即整个搅 拌 过程 为水 泥浆 与细 骨料 混 合 的过 程 。此外 假设 流体 相 为不可 压缩 、牛 顿 流体 ，且 整个 搅 拌过 程不 考虑 图 １ 砂 浆 搅 拌 机 示 意 图 热传递 。 １ ＿ ３ 网格划 分 简 化 搅 拌 域 形 体 ，忽 略 垂 直 方 向 ｆ ｝ ｊ 口 ，将 其 域 视 为水 平 放 置 的进 出料 搅 拌 机 。 该搅 拌 机 主 要 参 数 为 ：搅 拌 桶 直 径 ２ ｌ ９ ｍｍ，桶 有 效 长 度 由于 模 拟 的搅 拌 结 构 在计 算 过 程 中 会 随 时 间 转 动 ，搅拌 叶 片会 扫过绝 大部 分模 拟 区域 ，这使 得 结 构 网格 不 适 用 ，所 以 本 文 采 用 非 结 构 化 网格 技 术 。存 Ｉ Ｃ Ｅ Ｍ前 处理 软件 巾以Ｔ ｅ
