1弓I言 相流系统无需占 混凝土搅拌运输车(以下简称搅拌运输车 )是混凝土机械产品 中的主要机械 ，多作为混凝土工厂或搅拌站 的配套运输机械 ，实现 混凝土由厂站向各需求上地的输送 ，同时防止混凝土在运输途 中分 层离析甚至初凝 。评价搅拌运输车好坏的主要指标是混凝土的离析 度 、出料速度和整个搅拌装置的动力消耗。影响这些方面的因素很 多，其中搅拌叶片对数螺旋曲线的螺旋升角(以下简称螺旋升角 )是 主要影响因素之一”。螺旋升角的大小直接影响混凝土拌合物 的流 动状况，进而影响其搅动质量 、送料质量和搅拌装置功率消耗。 通常研究流体流动的方法有理论分析 、实验研究和数值模 拟三种 。其 中，数值模拟替代了大量的实验 ，节省 了大量 的人力物 力 ，带来 r可观的社会效 益和经济效益 ，已经成为研究 流体 流动 的罩要手段 。凶此 ，采用数值模拟进行研究。 2数值模拟 2．1基于双流体模型的简易化混凝土搅拌多相模型 混凝土搅拌介质由石块和泥浆组成 ，石块可看作颗粒相 ，而泥 浆可看作为一种非牛顿流体 ，具有触变 胜，即泥浆静止不动时，似凝 胶体，一经扰动或摇动，凝固的泥浆就变成流体，如再静止又重新凝 固。在搅拌筒搅拌过程中，整个介质可以视作是一个由流体相和颗 粒相组成的稠相二相流系统。数值模拟中，若采用拉格朗 日追踪颗 粒相轨迹 ，其计算量将变得十分庞大 ，而其计算结果中颗粒相的力 学数据又不是主要目标数据 ，所以采用双流体模型睐 处理此稠相二 间就能获得颗粒相 比铰详细的伉包，而且可以充分考虑颗粒相的不同湍流输运过程及颗 粒与流体之间的舣向耦合作用a。将}昆凝土搅拌介质中的石块作为拟 流体 ，泥浆作为流体。拟流体的运动与连续相流体一样采用宏观连续 介质原理中的质量 、动量和能量守恒方程进行描述。在多相流系统 运动 中，对于任一相 k，质量和动量守 匣方程 分别是 ： +V(OlkpkUk)：0 (1) + (p )=v：q-％pJ (2) 式中 ：P， ， 一密度 、速度和应力张量 ，各 相的体积份数 ；卜 体积力。 2．2三维建模 及 网格 划分 在进行数值模拟之前 ，首先要对搅拌简 内部流动 区域进行 三维建模 。由于实际尺寸过大 ，影响 Fluent软件计算速度 ，所 以将 流动区域模型作适当缩小。然后对其进行 网格划 分，考虑 到三维 模型 比较复杂 ，采用 四面体非结构网格进行划分 。仅给出螺旋升 角为 17。的搅拌简内部流动区域的网格图 ，如图 1所示。 3模 拟结果分析 3．1螺旋升 角对 离析 的影 响 螺旋升角是影响搅拌性能的主要 因素 ，为了分析不同叶片 的搅拌性能 ，有必要对螺旋角对流场的影响进行分析 和讨论。镇 江华晨华通路面机械有限公 司搅拌运输车产 品中的双螺旋搅拌 女来稿 日期：2010—06—25 女基金项 目：2007年度镇江市产学研项 目(镇财企

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