球磨工艺参数对纳米悬浮液分散效果的流场仿真研究及实验验证.pdf

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1、第31卷第5期材料科学与工程学报总第145期VoI．31No．5JournalofMaterialsScience&Engineering0ct．2Ol3文章编号：1673-2812(2013)05-0737—06球磨工艺参数对纳米悬浮液分散效果的流场仿真研究及实验验证许瑞华，黎向锋，左敦稳，王宏宇。，柳振平，李建忠(1．南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016；2．江苏省精密与微细制造技术重点实验室，江苏南京210016；3．江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013)【摘要】本文基于湿法球磨分散工艺，利用Fluent对纳米CeO。悬浮

2、液的球磨过程进行仿真模拟，提出以球磨罐磨腔内压强作为其分散效果的评价指标，获得球磨转速、填充率以及球料比等工艺参数对磨腔内压强的影响规律。研究表明，球磨机转速在一定范围内变化时，其转速越大，磨球运动愈激烈，磨腔内压强越大；填充率由0变化为1时，磨腔内压强先增大后减小；球料比增大时，磨腔内压强逐渐增大至平稳。同时采用三因素三水平正交试验，通过沉降试验考察球磨工艺参数对纳米CeO悬浮液分散效果的影响，验证了球磨仿真的正确性。【关键词】粉体分散；Fluent；球磨流场仿真；磨腔内压强中图分类号：TB383文献标识码：AFlowFieldSimulat

3、ionofBall_。millingImpacttowardsDispersionofNano’。suspensionandExperimentalVerificationXURui-huaI，LIXiang--feng~，ZUODun-wen1，WANGHong-yu3，LIUZhen-ping~，LIJian-zhong~(1．NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，Nanjing210016，China；

4、2．JiangsuKeyLaboratoryofPrecisionandMicro-ManufacturingTechnology，Nanjing210016，China；3．JiangsuUniversity，SchoolofMechanicalEnginering，Zhenjiang212013，China)[Abstract]Basedonwetball-millingdispersion，simulationoftheball—millingprocessinthesuspensionwascarriedbyusingofFluent．

5、Influencelawabouttherotationalspeedofball—milling，fillingrateofthejarandball—to—powderweightratiowereobtainedfromthechamberpressurewhichwasusedastheevaluationcriterionofthisstudy．Theresultsindicatethatwithinacertainrangoftherotationspeedthepressureincreasesastheballmillingsp

6、eedaccretes，whileitincreasesthendecreaseswiththefillingratechangingfrom0to1．Furthermore，whentheball—to—powderweightratiorises，thepressuregrowsuptoasteadyvalue．Byanalysisofpowderdispersionrate，theresultsofsimulationareinaccordancewiththephenomenaoftheorthogonalexperimentwitht

7、hreefactorsandthreelevels．[Keywords]powderdispersion；fluent；ball—millingflowfieldsimulation；grindingcavitypressure纳米颗粒形成分散均匀稳定的悬浮液是解决粉体颗粒引言团聚的一种有效方式跚，高分散性的悬浮液常用制备方法有超声分散和球磨分散，目前超声分散的研究已纳米颗粒粒度小、表面积大、表面能高，易自发地经相当成熟，艾云龙、柳振平、蔡邵军等人从纳米粉体产生团聚现象，其团聚严重影响着粉体的性质。的预处理工艺、分散工艺参数的优化等方面对纳米颗

8、收稿日期：2013—04—10；修订日期：2013—06—28基金项目：航空科学基金资助项目(2O1OzE52O56)，江苏省精密与微细制造技术重点实