PVA纤维分散机锤片外流场分析及其分散性能测试分析

1、毕业答辩dissertation defenceCONTANTS重庆交通大学论文绪论It was the best of times, it was the worst of times; it was the age of wisdom, it was the age of foolishness. 重庆交通大学纤维混凝土纤维混凝土重庆交通大学束状PVA纤维与混凝土拌合时极易形成纤维团，很难保证纤维均匀分散于基体中形成网格体系，并且结团的纤维会在混凝土内形成一个个应力集中点，破坏混凝土结构的稳固性。大量实验研究表明纤维在混凝土材料中均匀分散是影响其增韧阻裂性能的必要因素纤维之间相互交错分布形

2、成一种均匀的三维乱向的网格体系，这种均匀且乱向网格体系可以提高混凝土受冲击时对于动能的吸收能力。重庆交通大学与普通混凝土生产工艺流程不同，掺PVA纤维混凝土在现场生产流程中，在纤维加入料斗与集料混合之前尚有一道分散的工序。重庆交通大学第 7 页化学分散法化学分散法超声波分散法超声波分散法机械分散法机械分散法重庆交通大学研究内容框架PVA纤维物理化学性质及几何特征PVA纤维分散机基本结构及工作原理纤维分散性的影响因素锤片模型建立求解器的设定锤片外流场分析123456重庆交通大学3of19毕业答辩dissertation defencePVA纤维物理化学性质与几何特征物理性质化学性质PVA纤维物理

3、化学性质重庆交通大学17of19毕业答辩dissertation defence集束状况PVA纤维几何特征PVA纤维通常有单丝状、束状和网团状三种。理想的集束状况应该是单丝状。就是指在没有外力影响的情况下，纤维处于自然伸直状态时，所测得的两端间距离。综合分析试验结果确定理想的PVA纤维长度应是24mm即纤维长度与直径的比值，长径比愈大时，强度的增加量反而愈小长度长径比重庆交通大学4of19毕业答辩dissertation defencePVA纤维分散机基本结构及工作原理重庆交通大学PVA纤维料主要受到流场的剪切力和锤片的冲击力作用，一部分纤维受气流作用直接由下端出口流出，也有一部分会再一次被锤

4、片撞击而发生分散。26of19重庆交通大学毕业答辩dissertation defence纤维分散性影响因素37of19重庆交通大学毕业答辩dissertation defence锤片厚度为4mm交错排布时，锤片环流层之间相互作用更强，有利于纤维的剪切，故选择交错排布的方式。宽缘可为30mm，窄缘可为21mm，锤头长可为32mm。重庆交通大学重庆交通大学4搅拌轴整体结构复杂，且锤片之间互相交错咬合，这样就造成两根搅拌轴的流场互相影响，由于每组锤片间距都相同，每组锤片外流场运动情况也大致类似，故本文简化三维模型。重庆交通大学重庆交通大学PART名称名称最大单元尺寸（最大单元尺寸（mm）锤片0.0

5、1内外接触面0.06入口/出口0.06旋转流域0.06静止流域0.1壁面0.18of19毕业答辩dissertation defence边界条件(MRF法)：重庆交通大学6锤片组合：间距40mm，轴距140mm，转速650r/min不同间距对流场不同间距对流场影响对比分析影响对比分析不同轴距对流场不同轴距对流场的影响对比分析的影响对比分析不同转速对流场不同转速对流场影响对比分析影响对比分析PVA纤维分散机模型纤维分散机模型12of19毕业答辩dissertation defence锤片组合：间距40mm，轴距140mm，转速650r/min重庆交通大学重庆交通大学间距40mm，轴距140mm，

6、转速650r/min靠壁面处锤片对流场的剪切作用最明显重庆交通大学间距40mm，轴距140mm，转速650r/min离轴心越小，锤片线速度越小，因此，锤片在剪切纤维时起主要作用的是锤片的尾端，即锤头梯形部分部分。重庆交通大学间距40mm，轴距140mm，转速650r/min40mm50mm60mm锤片间距增大锤片间距增大湍动能大小以及湍动能大小以及分布范围都在不分布范围都在不断减小断减小不不同同间间距距下下锤锤片片剖剖面面湍湍流流云云图图重庆交通大学13of19毕业答辩dissertation defence不同间距下转速与压力关系图重庆交通大学重庆交通大学重庆交通大学间距40mm，轴距150

7、mm重庆交通大学名称数值（mm）进料口尺寸（长*宽）278*100出料口尺寸（长*宽）578*150筒壁厚度4筒体尺寸（长*宽*高）676*400*510重庆交通大学重庆交通大学转速（r/min）3004005006007008009001000质量（g）125.13 140.13 148.25 163.52 173.67 178.16 179.97 181.33重庆交通大学重庆交通大学17of19毕业答辩dissertation defence研究结论conclusion重庆交通大学18of19毕业答辩dissertation defence论文创新点12重庆交通大学将流体有限元的思想引入到PVA纤维流中，把PVA纤维料看做流体介质进行模拟和运算，建立了PVA纤维分散机锤片外流场的有限元模型，并进行了分析研究。19of19毕业答辩dissertation defence不足与展望重庆交通大学（1）将纤维与气体假象成混合纤维流，只能进行粗略的预测和估算，其内部运动数据难以做到精确，可使用气固两相流处理纤维流，观察纤维在搅拌室内的分布情况。（2）由于计