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高效精密加工技术研究所热管砂轮小组在振荡热

摘要 引言高效磨削手艺成长于20世纪80年月,被誉为现代磨削手艺的巅峰。高效磨削手艺为高速磨削缓和进给深切磨削手艺的进一步成长,具有高磨削和进给速度,大的磨削深度的特点,因而其在连结较高...

       引言

      高效磨削手艺成长于20世纪80年月,被誉为现代磨削手艺的巅峰。高效磨削手艺为高速磨削懈弛进给深切磨削手艺的进一步成长,具有高磨削和进给速度,大的磨削深度的特点,因而其在连结较高的磨削轮廓质量的同时提高材料去除率100-1000倍。这些特征使得高效磨削手艺普遍应用于钛合金等航空难加工材料的高效加工。然而在高效磨削中存在着皮相烧伤问题。

      成膜沸腾理论注释了突发性烧伤的原由:磨削弧区热流密度低于冷却液的临界热流密度时,冷却液维持在核态沸腾状况,磨削热由冷却液带出弧区,磨削温度维持在120℃阁下。当热流密度高出临界热流密度时,冷却液发生膜态沸腾,气膜阻碍了冷却液有效地将磨削热带出弧区,造成磨削温度倏忽升高,激发磨削烧伤。冷却液的成膜沸腾理论一方面合理地解说了高效磨削时的突发性烧伤原因;另一方面将临界热流密度看作不成改变的物性参数制约了高效磨削手艺的进一步成长。

      然而临界热流密度能够过程磨削弧区强制换热进一步提高,而提高临界热流面密度意味着提高材料去除率。基于这个设法,开槽砂轮、带有径向水射流砂轮被提出来改变冷却液状况以提高临界热流密度。然而,这些方式需要高压浇注大量对人体和情况具有迫害感化的冷却液。这与现代加工所追求的绿色制造理念相悖。 

      功效简介

      傅玉灿传授指导的热管小组在振荡热管传热机理的研究中取得了一些进展。经由振荡热管单元试验研究并揭示了振荡热管的几何尺寸、操作参数和物理参数对于其传热机制的影响纪律,发现了跟着热流密度的增加振荡热管内部工质两相流流形和活动形式的改变是决意着振荡热管传热机能改变的素质。跟着热流密度增加,两相流流形由泡状流-塞状流-过渡流-环状流转化,流形从“单摆”振荡-气泡生成和膨胀的振荡和轮回流-换向轮回流-单向轮回流动。基于振荡热管传热转变纪律,针对于砂轮用振荡热管,确定了振荡热管的内径为3mm、工质为丙酮。该研究功效揭橥在《International Journal of Heat and Mass Transfer》“Experimental investigation of thermal performance of the oscillating heat pipe for the grinding wheel”中。

      图文导读

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图1 振荡热管砂轮构想

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图2 两相流形改变

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图3 流形和活动转变

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图4 回流现象


      作者简介

      钱宁,博士研究生,研究乐趣:高效磨削手艺,热管手艺,传热传质;

      傅玉灿(通信作者),传授,博士生导师,研究爱好:高效、超高速磨削手艺,自适应加工手艺;

      张玉文,传授(密苏里大学),博士生导师,研究爱好:热管手艺,传热传质,纳米流体;

      陈佳佳,博士,研究乐趣:高效磨削手艺,热管手艺;

      徐九华,传授,博士生导师,研究乐趣:高机能切削/磨削手艺,超硬磨料东西手艺。


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