強(qiáng)化傳熱深孔加工切削液冷卻系統(tǒng)研究.pdf

1、深孔加工產(chǎn)熱量大，切削液起著冷卻潤滑刀具及輸送切屑的作用，由于切削液長時(shí)間循環(huán)使用，導(dǎo)致其溫度升高，影響冷卻效果及加工質(zhì)量，而切削液的冷卻問題往往被人們忽視，相關(guān)的設(shè)計(jì)理論及方案也比較少，因此，有必要研究深孔加工切削液高效冷卻系統(tǒng)，保證深孔加工的順利進(jìn)行。
　　本文首先介紹了傳統(tǒng)切削液冷卻器的特點(diǎn)，并針對應(yīng)用最廣泛的管殼式冷卻器，分析了其殼程流體的流動(dòng)特性及傳熱效果，提出了強(qiáng)化傳熱方向；其次，針對傳統(tǒng)冷卻器的強(qiáng)化傳熱方向，設(shè)計(jì)了雙

2、向螺旋橢圓結(jié)構(gòu)式換熱管，并從邊界層理論和場協(xié)同理論對管內(nèi)和管外流體的流動(dòng)特性進(jìn)行了分析，探討了強(qiáng)化傳熱機(jī)理，分析表明：雙向螺旋橢圓管管內(nèi)流體的二次流以及管外流體流動(dòng)產(chǎn)生的縱向旋渦都能夠在一定程度上強(qiáng)化傳熱，為高效冷卻器的研制提供了依據(jù)；然后，針對T2120深孔鉆鏜床的實(shí)際加工過程，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)簡單、易于清洗的切削液磁性過濾裝置，并以20℃冷卻水冷卻55℃切削液至35℃為例，計(jì)算了切削液散熱量，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了雙向螺旋橢圓管冷卻器；最后，建

3、立了切削液溫度控制系統(tǒng)和冷卻器在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過控制冷卻水流速來控制切削液溫度，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測冷卻水和切削液的流量、溫度和壓力信息來判斷冷卻器的運(yùn)行狀況。
　　同時(shí)，利用Fluent軟件對雙向螺旋橢圓管冷卻器管程和殼程流體的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明：管程和殼程流體在流動(dòng)過程中都會(huì)出現(xiàn)不同程度的擾動(dòng)，由于二次流的產(chǎn)生，使得流體在流動(dòng)過程中出現(xiàn)了徑向分速度，從而減薄了壁面的熱邊界層，加強(qiáng)了流體速度場與溫度梯度場的協(xié)同程度，強(qiáng)化了