论文题目: 搅拌装置参数优化的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 赵悟
导师: 冯忠绪
关键词: 混凝土,搅拌质量,模型化,优化目标,试验方法,评价指标,参数匹配,正交试验
文献来源: 长安大学
发表年度: 2005
论文摘要: 搅拌是混凝土生产工艺中的关键工序,直接关系到预拌混凝土生产的质量和效率。从混凝土搅拌设备的发展历程与趋势以及国内外搅拌技术的研究现状来看,搅拌装置参数优化问题已成为现代搅拌技术的研究重点。由于搅拌过程的动态复杂性,对搅拌装置最佳参数及其合理匹配关系的确定不宜采用常规的机械工程优化设计方法,而应在搅拌过程模型化的基础上,通过研究试验来实现,但目前国内外的研究尚未涉及这样的工作。笔者采用研制的双卧轴强制式搅拌装置,通过正交试验对其参数优化问题进行了比较深入的试验研究。 论文首先分析了搅拌任务以及搅拌过程中介质的运动,采用扩散方程描述搅拌过程,结合搅拌装置的参数将搅拌过程模型化,得到了搅拌过程曲线方程式以及影响搅拌时间的关系式,在此基础上提出了搅拌参数优化的目标及其试验方法。 论文介绍了所设计的试验样机结构及其性能指标,试验材料及其配合比,根据搅拌参数的优化目标与优化方法,制定了搅拌质量和效率的检验指标以及测试方法。 论文对双卧轴强制式搅拌机的主要参数的取值进行了分析与试验,认为搅拌臂围流排列、单轴搅拌臂相位角取60°、双轴相位布置为正正交错关系、搅拌叶片安装角取35°、拌筒长宽比为小于1的宽短型、搅拌线速度取1.5m/s较为合理;通过正交试验以及对试验数据的极差分析,对搅拌装置的主要参数进行了综合试验,得到了各参数对试验指标的影响程度,以及它们之间的合理匹配关系。 最后,将参数优化后的搅拌装置与其他类型的搅拌机进行了搅拌质量的对比,证明了参数优化的良好效果。 论文研究工作既是对现有搅拌技术的深入探讨,更是进一步的技术提升与创新。论文研究成果不仅适用于水泥混凝土搅拌设备,而且对沥青混凝土及道路稳定材料的拌和也具有重要意义。
论文目录:
摘要
ABSTRACT(英文摘要)
目录
第1章 引言
1．1 课题研究的背景和意义
1．2 混凝土搅拌设备的发展
1．2．1 搅拌设备发展历程
1．2．2 搅拌装置的发展趋势
1．3 国内外卧轴搅拌机技术的研究现状
1．3．1 国内研究情况
1．3．2 国外研究情况
1．4 搅拌装置参数优化的研究现状
1．4．1 搅拌参数优化研究的进展
1．4．2 本文研究课题的提出
1．5 课题的研究对象、内容和方法
第2章 搅拌装置参数优化的理论
2．1 搅拌过程中介质的运动分析
2．1．1 搅拌介质及搅拌任务
2．1．2 介质运动分析
2．2 搅拌过程的模型化
2．2．1 搅拌过程的数学描述
2．2．2 搅拌过程的模型化
2．3 搅拌装置参数优化
2．3．1 优化目标
2．3．2 优化方法
2．4 本章小结
第3章 试验装置、材料及方法
3．1 试验装置
3．1．1 试验装置设计原则
3．1．2 试验样机
3．2 试验材料
3．2．1 混凝土配合比设计
3．2．2 不同特征参数的混凝土配比
3．3 试验方法
3．3．1 检验指标
3．3．2 搅拌制度
3．3．3 试验方法
第4章 各参数分析及其选择
4．1 搅拌臂排列
4．1．1 搅拌臂的料流排列
4．1．1．1 对流与围流
4．1．1．2 分析及试验
4．1．1．3 基于围流形式的搅拌臂排列原则
4．1．2 单轴搅拌臂排列形式
4．1．2．1 相位角及其正、反排列
4．1．2．2 分析与试验
4．1．3 双轴搅拌臂排列关系
4．1．3．1 拌臂的交错、平行相位关系
4．1．3．2 拌臂的正、反排列组合形式
4．1．3．3 拌臂数目分析与试验
4．2 叶片安装角
4．2．1 安装角合理取值的理论分析
4．2．2 叶片最佳安装角的试验
4．3 拌筒长宽比
4．3．1 长宽比的理论分析与计算
4．3．2 窄长型与宽短型拌筒的比较试验
4．4 搅拌线速度
4．4．1 线速度的理论分析与计算
4．4．1．1 确定速度的相关因素分析
4．4．1．2 线速度的理论计算
4．4．2 最佳线速度的试验测定
4．5 本章小结
第5章 多参数综合优化试验
5．1 试验内容
5．2 试验测试与分析
5．2．1 搅拌装置参数的匹配
5．2．1．1 主要结构参数的匹配
5．2．1．2 多参数的匹配
5．2．2 参数优化装置的拌筒最佳充盈率测定
5．2．3 参数优化装置与其他搅拌机的对比
5．3 本章小结
第6章 结语
6．1 主要结论与创新点
6．2 展望
参考文献
致谢
附录 在校期间的研究成果及发表的学术论文
发布时间: 2006-03-13
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