《精密磨削納米汽霧超聲冷卻的動力學與熱力學機理研究》是依託蘇州科技大學，由李華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：精密磨削納米汽霧超聲冷卻的動力學與熱力學機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李華
- 依託單位：蘇州科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於精密磨削技術發展對綠色高效冷卻技術的要求，提出了由兆赫級聚焦超聲振動把納米級冷卻液汽霧輸送到磨削區的納米汽霧超聲冷卻技術。通過對汽霧粒子在超聲聲場和磨削區氣流場作用下的動力學分析、分子動力學分析和實驗研究，揭示其在磨削引入區突破氣障的動力學規律和在工件表面的附著特性；通過傳熱學的穩態與瞬態實驗，研究超聲和汽霧介質的參數對臨界熱流密度和換熱係數的影響規律，從熱力學的角度揭示聚焦超聲振動強化汽霧介質換熱能力的機理；通過納米汽霧超聲冷卻時精密磨削過程的磨削溫度和磨削力實驗，評價汽霧超聲冷卻主要參數對精密磨削過程和磨削質量的影響及其規律。在此基礎上建立汽霧超聲冷卻理論，提出新型綠色冷卻方法，研製納米汽霧超聲冷卻系統。研究成果對於促進綠色精密磨削技術和汽霧介質傳熱理論的發展，具有重要的意義。
結題摘要
精密與超精密磨削切削加工是實現高精度和高表面質量零件加工的主要方法。研究綠色、高效的冷卻技術是精密加工技術發展的基礎和關鍵技術之一。本項目提出了新型超聲霧化聚焦冷卻系統的結構；套用彈性力學的基本理論研究了縱彎轉換球面超聲振動聚焦系統和縱彎轉換彎曲型超聲振動霧化器的振動特性和設計理論，提出了多結構組合超聲振動系統的兩種振動模式以及在不完全諧振模式下的三種諧振狀態的特徵及產生的條件；套用超聲理論研究了球面彎曲振動輻射聲場的聚焦特性，圓盤彎曲振動霧化器輻射聲場的分布特性；套用熱力學理論和流體動力學理論分析了超聲汽霧在磨削加工工件表面傳熱的機理，研究了超聲振動對汽霧和工件換熱能力和氣-霧兩相流場熱傳導能力的影響，研究了超聲振動對磨削區兩相流流場運動的影響，提出了磨削過程的近壁區脈動湍流強化傳熱機理。分析了液滴在工件表面的鋪展及傳熱過程，提出了液滴膜脈動耦合強化傳熱機理。為這一新技術的套用提供了理論指導。
