含塵離心風(fēng)機(jī)葉片磨損機(jī)理與減磨途徑的研究.pdf

1、氣固兩相流離心風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于氣力輸送、煤粉燃燒、環(huán)保除塵、航空、航天等各種工況。當(dāng)含有固體顆粒的氣體作為工作介質(zhì)通過葉輪時，固體顆粒在運動中不可避免地與葉輪發(fā)生碰撞、摩擦、反彈、磨損及沉積等問題，從而影響葉輪的動平衡且危及其可靠性和使用壽命。同時氣流中的顆粒會與風(fēng)機(jī)葉片表面發(fā)生碰撞產(chǎn)生沖蝕，導(dǎo)致葉片磨損失效。根據(jù)我國風(fēng)機(jī)行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，輸送氣固兩相混合物的風(fēng)機(jī)約占年產(chǎn)量40％，因此研究氣固兩相流風(fēng)機(jī)磨損問題具有重要的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。<

2、br>　　 論文首先闡述了氣固兩相流離心風(fēng)機(jī)葉片磨損機(jī)理，然后介紹了目前國內(nèi)外在離心風(fēng)機(jī)被動防磨和主動防磨方面的相關(guān)研究進(jìn)展和最新研究方法。本文利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、涂鍍層測厚儀等分析檢測手段，通過磨損模擬試驗和耐磨性能對比試驗，系統(tǒng)研究了含塵離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、葉片材料選擇、微弧氧化工藝優(yōu)化對葉片磨損行為和葉輪使用壽命的影響，探討了含塵離心風(fēng)機(jī)葉片的磨損機(jī)理與減磨途徑，獲得了以下具有創(chuàng)新性

3、的研究結(jié)果:
　　 (1)通過對離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的綜合創(chuàng)新設(shè)計，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生氣體旋流場，通過這個氣體旋流場完成能量傳遞，使大部分的流體不經(jīng)過葉輪，達(dá)到減少能量損失以及固體顆粒對葉輪的碰撞、摩擦、磨損，提高葉輪壽命的目的。試驗結(jié)果表明新型離心風(fēng)機(jī)葉片上試樣的耐磨性約為傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的4倍。
　　 (2)通過優(yōu)選匹配合適的葉片材料和簡單的熱處理工藝替代現(xiàn)常用的低碳結(jié)構(gòu)鋼，以實現(xiàn)提高性能、減少磨損或降低成本的目的。試驗結(jié)果表明可

4、采用經(jīng)淬火十回火處理的40Cr鋼和45鋼來替代現(xiàn)在葉片材料常用的Q235（A3鋼）和Q345(16Mn鋼)，可增加葉片的耐磨性，提高葉輪使用壽命。
　　 (3)以4A01型鋁合金為研究對象，通過微弧氧化工藝在鋁合金葉片上形成一層致密均勻的陶瓷層，達(dá)到提高葉片耐磨、耐蝕性，延長葉輪使用壽命的目的。研究了不同濃度的電解液對起弧電壓、陶瓷膜厚度、表面形貌、相組成、耐磨性能的影響，試驗結(jié)果表明:電解液為主成膜劑Na2SiO3+添加劑KO