雾化参数影响CMQL油滴特性研究
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更新于2024-09-04
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"雾化参数对CMQL油-气流场中油滴特性的影响"
在机械加工领域,润滑技术是提高加工效率和降低能耗的关键因素之一。CMQL(Cryogenic Minimum Quantity Lubrication,低温微量润滑)是一种先进的润滑技术,它结合了低温介质和极少量的切削液,以实现高效的冷却和润滑效果。该技术的核心在于通过雾化将切削油转化为微小的油滴,这些油滴与低温气体混合后形成流场,从而在切削过程中提供冷却和润滑。
本文由张成良、张松、吕盈和张涛共同完成,研究了雾化参数如何影响CMQL油-气流场中油滴的特性。他们运用了计算流体动力学(CFD)这一数值模拟方法,对这一复杂流场进行了详尽的分析。首先,他们通过测量喷嘴的实际尺寸,建立了一个精确的三维计算域模型,并进行了网格划分,这一步对于准确捕捉流场动态至关重要。接着,他们定义了控制方程,包括纳维-斯托克斯方程和连续性方程,以描述流体的流动行为,并设置了相应的边界条件,如喷嘴出口速度、气体流量、以及低温条件下的空气温度等。
通过正交试验设计,研究团队系统地考察了不同雾化参数,如空气温度、气体流量和切削油用量对油滴特性的影响。实验结果表明,降低空气温度能显著降低油滴的温度,这对于增强冷却效果尤为有利。同时,增加气体流量可以提高油滴的运动速度,有助于更好地覆盖切削区域,而增加切削油的使用量则可以使得油滴尺寸减小且分布更均匀,这有助于改善润滑性能。
优化雾化参数对于实现CMQL技术的高效应用至关重要。降低空气温度、增大气体流量和适当增加切削油量,可以生成温度低、运动速度快、尺寸小且分布均匀的油滴,这些油滴能够更好地发挥其冷却和润滑作用,从而提升切削过程的效率和工件质量。这一研究对于理解CMQL润滑机制,改进润滑系统设计,以及在实际生产中优化工艺参数提供了理论依据和实践指导。
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