雙臥軸強制式混凝土攪拌主機參數優(yōu)化設計.pdf

1、混凝土作為當今社會需求量巨大的建筑材料，其質量和生產效率要求越來越高。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備，但是由于其自身結構比較復雜，雙臥軸強制式主機的攪拌效能優(yōu)化研究難度很大，國內外對這一類型的主機設計多依賴經驗。
　　 論文選取某主機廠家生產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、的主要結構參數，包括攪拌轉速、葉片安裝角、攪拌臂排列形式和拌筒長寬比等。進而分別針對每個參數進行理論分析和計算，得出各參數合理取值范圍，并應用fluent流體仿真軟件模擬混凝土攪拌過程中物料的流場情況，針對各個結構參數設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，最終確定雙臥軸主機模型的最優(yōu)參數配置。
　　 論文研究攪拌軸轉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)現攪

3、拌轉速應控制在小于2.4m/s范圍內，才能夠既保證攪拌效率，又避免離析。建立不同攪拌軸轉速下拌合物料的流場模型，比較拌筒內物料單元的速度紊流情況，發(fā)現攪拌軸轉速對物料流動的劇烈程度影響很大，為避免離析現象的產生，選取最大攪拌轉速為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置時拌筒內部模擬流場情況，發(fā)現當攪拌葉片安裝角為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，單軸上攪拌臂設置為60°相位角正排列時，可以得到最佳的攪拌效果。為實現簡體保證公稱容量要求下使用材料最少的輕量化設計目標，建立定體積下表面積最小的目標方程，解出最優(yōu)拌筒長寬比為0.7左右。