雙臥軸強制式混凝土攪拌主機參數(shù)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、混凝土作為當(dāng)今社會需求量巨大的建筑材料，其質(zhì)量和生產(chǎn)效率要求越來越高。雙臥軸強制式主機因其攪拌效率高、攪拌質(zhì)量好的優(yōu)良特性成為工程上使用量最大的主流混凝土攪拌主機設(shè)備，但是由于其自身結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，雙臥軸強制式主機的攪拌效能優(yōu)化研究難度很大，國內(nèi)外對這一類型的主機設(shè)計多依賴經(jīng)驗。
　　 論文選取某主機廠家生產(chǎn)的雙臥軸強制式混凝土主機作為優(yōu)化模型，從主機攪拌機理的研究入手，分析攪拌過程中物料顆粒的運動和變化形式，研究影響主機攪拌效能

2、的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括攪拌轉(zhuǎn)速、葉片安裝角、攪拌臂排列形式和拌筒長寬比等。進(jìn)而分別針對每個參數(shù)進(jìn)行理論分析和計算，得出各參數(shù)合理取值范圍，并應(yīng)用fluent流體仿真軟件模擬混凝土攪拌過程中物料的流場情況，針對各個結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置單一變量對比試驗，比較分析流體單元速度紊流圖等流變特性指標(biāo)，最終確定雙臥軸主機模型的最優(yōu)參數(shù)配置。
　　 論文研究攪拌軸轉(zhuǎn)速對物料的塑性粘度和離析程度的影響效果，分析主機攪拌過程中某一物料單元的受力情況，發(fā)現(xiàn)攪

3、拌轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在小于2.4m/s范圍內(nèi)，才能夠既保證攪拌效率，又避免離析。建立不同攪拌軸轉(zhuǎn)速下拌合物料的流場模型，比較拌筒內(nèi)物料單元的速度紊流情況，發(fā)現(xiàn)攪拌軸轉(zhuǎn)速對物料流動的劇烈程度影響很大，為避免離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，選取最大攪拌轉(zhuǎn)速為2.4m/s是合適的。
　　 建立物料單元和葉片的相對運動方程、流場中的動量方程，結(jié)合攪拌流場實際工況，解出與論文選用的主機拌筒長徑比和攪拌臂排列形式相適宜的攪拌葉片安裝角度為23.32°～40.76°

4、，與原始安裝角52.5°差距較大。對比分析不同葉片安裝角設(shè)置時拌筒內(nèi)部模擬流場情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)攪拌葉片安裝角為40°時，主機可以得到最佳的攪拌效能。
　　 對比分析不同攪拌臂排列形式的攪拌機理，確定雙攪拌軸上攪拌臂采用圍流方式平行布置，單軸上攪拌臂設(shè)置為60°相位角正排列時，可以得到最佳的攪拌效果。為實現(xiàn)簡體保證公稱容量要求下使用材料最少的輕量化設(shè)計目標(biāo)，建立定體積下表面積最小的目標(biāo)方程，解出最優(yōu)拌筒長寬比為0.7左右。