混粉电火花加工工作液流场及颗粒运动仿真研究

    3.2液流仿真
   
    为了使微细粉末颗粒在工作液中保持均匀悬浮，需使垂直向上的液流分布保持均匀。射流搅拌器进人稳定工作状态后液流的分布状态见图2。
 

    从图2上可看出，主箱体侧壁附近的液流分布，A,B两个模型区别较小，其液流轨迹是先随初速度流动，而后盘旋上升的同时流场整体上是中心对称的，其横截面为同心圆。但储液箱中部位置的液流运动则有很大的分别:模型A中产生了几个明显的集中上升液流，上升液流呈柱状;而模型B中虽然也产生了上升液流，但上升液流分布很均匀，且较分散。仿真结果说明，模型B中的液流呈均匀分布状态，从而得出结论，在储液箱内部液流运动的均匀性方面，模型B比模型A更有优势。
   
    3.3粉末颗粒运动状态仿真
   
    混粉电火花加工的关键是保证液流中的粉末能均匀悬浮，因此，考察铝粉颗粒是否可在液流作用和自身重力下保持良好的悬浮状态具有重要意义。由于搅拌的流场是中心对称的同心圆，为方便起见，我们对搅拌器一根管中喷出的液流中的微粒运动进行分析，颗粒随工作液从射流孔中喷射出来的运动状态如图3所示。

    
    从图3可看出，粉末颗粒能随液流运动到储液箱边缘。在模型A中，距离射流器对称中心远的3个射流孔中射出的铝粉微粒在液流带动下盘旋向上，可上升到储液箱的上部边缘.即能向上运动。但距离中心最近的孔中射出的铝粉微粒由于受储液箱内液体阻碍，到达箱壁后转而向平行方向运动，从而仍浮动在液体下层，不能向上运动;模型B中，全部4个射流孔中射出的铝粉微粒都在液流带动下盘旋向上至液体上层边缘，而距离中心最近的孔中射出的铝粉微粒仅比其他孔喷出的略低一点，这说明模型B中所有粉末颗粒都能向上运动，从而能全部悬浮在储液箱内。通过仿真结果对比可得出，从平行射流组中喷射出的铝粉颗粒在悬浮性能方面，模型B也比模型A更有优势。