冷镦机油雾处理数值模拟分析.pdf

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1、CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造丁程(ModemManufacturingEngineering)2011年第5期冷镦机油雾处理数值模拟分析+戴春祥，崔海波，徐高春，李莉敏(上海大学机电工程与自动化学院，上海200072)摘要：以流体力学中的控制方程为基础，依据绿色制造理念提出冷镦机油雾处理的基本思路，对冷镦机油雾处理主控箱的油雾多相流流动采用数值方法，应用CFD软件进行数值模拟，分析油雾在主控箱里的压力和速度的变化规律、多相流体流动规律以及不同的油雾入171位置对油雾处理效果的影响等，并生成各种模拟图，通

2、过分析得到油雾处理效果最佳的主控箱模型。关键词：冷镦机；油雾处理；多相流体；FLUENT软件中图分类号：THl22文献标志码：A文章编号：1671-3133(2011)05—0064珈5Digitalsimulationanalysisforoil—sprayprocessofcoldheaderDAIChun—xiang，CUIHai．bo，XUGao．ehun。LILi．min(MechatronicsEngineering&AutomationCollege，ShanghaiUniversity，Shangh

3、ai，200072，China)Abstract：Basedoncontrolequationsinfluiddynamics，theprimarythoughtofoil—sprayprocessforcoldheaderisproposedac—cordingtogreenmanufacture．’l'hedigitalmethodisusedtoflowofoil·spraymulti—flowformaincontrolboxofitsprocess，andtherearesomesimulationwit

4、hCFDsoftwaretoanalyzetherulesofpressureandvelocity，multi—phaseflowandtheeffectofdiffer-entpositionsofoil—sprayinlettoitsprocess，wheretherelatedchartsaregenerated，andfinallythebestcontrolboxisanalyzedandpresented．Keywords：coldheader；oil—sprayprocess；multi-phase

5、flow；FLUENTsoftware0引言进入21世纪以来，世界性产业结构调整把我国推向设备制造中心的地位。作为我国的支柱产业，制造业既创造了人类财富，又是环境污染的主要源头之一，因此寻求绿色制造与可持续发展已成为先进制造领域的研究热点。在机械制造领域，冷镦冷挤压技术是不可缺少的技术，它是一种高精、高效、优质低耗和少无切削的先进生产工艺技术，作为传统的制造技术，它也必然存在与绿色制造相抵触的工艺环境，诸如加工噪声、产生污染源等。其中冷镦冷挤压在加工中产生的油雾污染是所有加工设备中最严重的⋯。这些油烟、油雾、油蒸汽

6、和挥发物会污染车间空气、恶化作业环境，以至污染整个大气环境。应用空气动力油雾处理器可处理机床设备在加工产品中产生的油雾旧J。其原理是通过空气放大器对油雾进行抽吸，并由涡流管进入油雾处理丰控箱，t浙江省宁波市创新基金项日(2009850040)64同时冷压气流由另一端口进入主控箱，油雾流与高速冷气流在油雾处理主控箱里混合形成多相弥漫流体并形成漩涡与压强梯度，由此对弥漫流体进行多相分离滤清，即气相、液相和颗粒相的分离，从而达到油雾绿色处理的目标。本文以流体力学中的控制方程为基础，将目前国际流行的计算流体动力学(CFD)

7、软件FLUENT应用于油雾处理数值模拟，分析油雾在主控箱里的压力和速度的变化规律、多相流体流动规律以及不同的油雾入口位置对油雾处理效果的影响等。l冷镦机油雾处理基本思路根据工程流体力学控制方程以及自动冷镦机在工作时产生油雾的特点，本文依据后现代化制造理论和绿色设计思维提出以下油雾处理的基本思路。1)在自动冷镦机产生大量油雾的部位(包括定模上方、成品出口、废料出口)安装空气放大器进行油雾戴舟样．等：玲馓机油葬处理救值攥搬分析2011年第5期的强力抽吸。2)抽吸得到的油雾具有强大的气流速度，通过涡拼c管进人油雾处理主控

8、箱；1司时在油雾处理主控箱的另一端进^一般速度为100m／s、温度为10℃的压缩快速玲气流。3)油雾流与冷气流在油雾处理主控箱里混合形成多相(气相、液相及颗粒相)弥漫漉体，由于主控箱里没置丁过滤层以及可枧为多孔介质的钢丝球(在以F简化模型中暂不考虑过滤层和多孔介质)，多相流体在气流漩涡及压强梯度作用下进行分离滤清，滤清后的气体往上排放，凝聚后的油液向下流滴，