混凝土布料机打散棒的能耗分析
发布时间：2020-12-10 18:36
目的研究混凝土在布料机搅拌过程中打散棒的能耗,分析搅拌棒各处的受力和磨损情况,优化搅拌棒的几何参数,从而降低驱动电机的能耗、节约能源.方法采用CFD数值模拟方法建立混凝土的Bingham理论模型,并基于混凝土V型漏斗和L型箱流动性实验与数值模拟的实验数据进行对比,得出混凝土理论模型的准确参数;在混凝土布料机的三维几何建模下,数值模拟分析混凝土在布料机打散过程中打散棒的磨损和能耗情况.结果通过数值模拟和实验结果对比标定混凝土的屈服应力为200 Pa,塑性黏度为350 Pa·s,数值模拟分析得出打散棒在30 r/min下的扭矩为158.52 N·m,驱动电机的功率约为0.75 kW,且打散棒在转动过程中叶片根部受力最大.结论 Bingham模型作为混凝土的理论模型是可行的,通过数值模拟方法能够分析出打散棒在转动过程中叶片根部的磨损情况最为严重,并能够准确计算出打散棒的能耗情况,这对混凝土布料机打散棒驱动电机的选型及工艺参数设定具有指导意义.
【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020年06期 第1121-1127页 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
L型箱结果对比
在笔者研究模型中,V型漏斗和L型箱都需要定义入口和出口,入口是为了能够使混凝土和空气进入到箱体内,出口是使得混凝土和空气流出.大气压力设置为标准大气压,对填充好的流体域设置重力,V型漏斗和L型箱的内部壁和流体接触滑移长度为0.4 mm[3].在最初的时刻,V型漏斗和L型箱中填满混凝土,即t=0.在布料机的设置中,混凝土的重力加载在几何模型内,方向为Y轴的负方向,布料机中流体和壁面接触的摩擦系数为0.6,流体的密度为2 500 kg/m3,打散棒的转速设定为30 r/min,旋转轴中心的坐标为(0,0,∞).最后进行网格划分,选用的求解器为瞬态求解器和分离式求解器,能够更加精确地对模型进行分析计算,达到最佳的效果.
测量混凝土的性能实验有V型漏斗、L型箱、U型箱、J型环以及塌落度实验等.在本研究中,通过新鲜测试中的V型漏斗和L型箱实验对混凝土进行测量.混凝土V型漏斗和L型箱的流动性实验中,对于V型漏斗,排空流体的时间是衡量混凝土参数的指标,L型箱则是记录混凝土从流动到停止的时间.实验的目的有以下两个方面,一是适用于测定混凝土的黏稠度和抗离析的程度,二是能够对混凝土理论模型的参数进行标定[17-20].混凝土V型漏斗的数值模拟和实验过程如图2和图3所示,L型箱的数值模拟和实验过程如图4和图5所示.图3 V型漏斗实验过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]多螺杆混凝土布料机螺旋下料装置驱动功率计算[J]. 邹德芳,闻诗洋,于文达,张世英,胡金璐. 建筑机械化. 2019(07)
[2]基于EDEM数值模拟的搅拌叶片优化设计[J]. 聂超超,韩振南,赵远,刘邱祖. 机械设计与制造. 2019(04)
[3]水泥车搅拌功率计算及影响因素[J]. 黄涛. 西部探矿工程. 2017(09)
[4]自密实混凝土流动性及浇筑过程的CFD数值模拟[J]. 崔溦,宋慧芳. 混凝土. 2017(08)
[5]基于离散元的新拌混凝土流变性能分析[J]. 张璇,李之达,张志华. 武汉理工大学学报. 2017(06)
[6]大型智能PC外墙板混合生产线工艺及成套设备介绍[J]. 邹德芳,周鹏,孙健,孙红,张世英,孙宇. 混凝土与水泥制品. 2017(04)
[7]基于Fluent的搅拌桨数值仿真及结构优化[J]. 詹民民,俞经虎,代欣. 食品与机械. 2017(03)
[8]基于Workbench混凝土搅拌车叶片应力分析[J]. 高耀东,胡鑫. 机械强度. 2016(04)
[9]软轴摩擦力计算公式的结构参数优化设计[J]. 李健,张宝,徐敏,李尽力. 广西科技大学学报. 2016(03)
[10]基于LS和PSO的钢丝软轴摩擦力计算公式推导[J]. 李健,张宝,徐敏,李尽力. 机械设计与研究. 2016(02)
本文编号：2909181
【文章来源】：沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2020年06期 第1121-1127页 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
L型箱结果对比
在笔者研究模型中,V型漏斗和L型箱都需要定义入口和出口,入口是为了能够使混凝土和空气进入到箱体内,出口是使得混凝土和空气流出.大气压力设置为标准大气压,对填充好的流体域设置重力,V型漏斗和L型箱的内部壁和流体接触滑移长度为0.4 mm[3].在最初的时刻,V型漏斗和L型箱中填满混凝土,即t=0.在布料机的设置中,混凝土的重力加载在几何模型内,方向为Y轴的负方向,布料机中流体和壁面接触的摩擦系数为0.6,流体的密度为2 500 kg/m3,打散棒的转速设定为30 r/min,旋转轴中心的坐标为(0,0,∞).最后进行网格划分,选用的求解器为瞬态求解器和分离式求解器,能够更加精确地对模型进行分析计算,达到最佳的效果.
测量混凝土的性能实验有V型漏斗、L型箱、U型箱、J型环以及塌落度实验等.在本研究中,通过新鲜测试中的V型漏斗和L型箱实验对混凝土进行测量.混凝土V型漏斗和L型箱的流动性实验中,对于V型漏斗,排空流体的时间是衡量混凝土参数的指标,L型箱则是记录混凝土从流动到停止的时间.实验的目的有以下两个方面,一是适用于测定混凝土的黏稠度和抗离析的程度,二是能够对混凝土理论模型的参数进行标定[17-20].混凝土V型漏斗的数值模拟和实验过程如图2和图3所示,L型箱的数值模拟和实验过程如图4和图5所示.图3 V型漏斗实验过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]多螺杆混凝土布料机螺旋下料装置驱动功率计算[J]. 邹德芳,闻诗洋,于文达,张世英,胡金璐. 建筑机械化. 2019(07)
[2]基于EDEM数值模拟的搅拌叶片优化设计[J]. 聂超超,韩振南,赵远,刘邱祖. 机械设计与制造. 2019(04)
[3]水泥车搅拌功率计算及影响因素[J]. 黄涛. 西部探矿工程. 2017(09)
[4]自密实混凝土流动性及浇筑过程的CFD数值模拟[J]. 崔溦,宋慧芳. 混凝土. 2017(08)
[5]基于离散元的新拌混凝土流变性能分析[J]. 张璇,李之达,张志华. 武汉理工大学学报. 2017(06)
[6]大型智能PC外墙板混合生产线工艺及成套设备介绍[J]. 邹德芳,周鹏,孙健,孙红,张世英,孙宇. 混凝土与水泥制品. 2017(04)
[7]基于Fluent的搅拌桨数值仿真及结构优化[J]. 詹民民,俞经虎,代欣. 食品与机械. 2017(03)
[8]基于Workbench混凝土搅拌车叶片应力分析[J]. 高耀东,胡鑫. 机械强度. 2016(04)
[9]软轴摩擦力计算公式的结构参数优化设计[J]. 李健,张宝,徐敏,李尽力. 广西科技大学学报. 2016(03)
[10]基于LS和PSO的钢丝软轴摩擦力计算公式推导[J]. 李健,张宝,徐敏,李尽力. 机械设计与研究. 2016(02)
本文编号：2909181
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/2909181.html
