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磁增强纳米流体荷电雾化机理及雾滴可控输运微量润滑磨削新方法

专利权人:青岛理工大学

本项目研究是一种全新的磁增强纳米流体荷电雾化及雾滴可控输运微量润滑磨削新方法,探索纳米流体新型微量润滑磨削方法在提高冷却和润滑性能的同时,建立场参数对雾滴粒径及其雾滴谱分布、雾滴运动轨迹、雾滴与界面接触状态的参数化主动控制策略,不仅实现了对雾滴的可控输运、提高了对荷电雾滴的作用力和驱进速度,使其穿透力、吸附力和浸润性能提高,而且有效减少了雾滴的漂移和飞溅丧失,减轻了对环境的污染,实现清洁、低耗、高效和可持续的绿色磨削加工新技术。 项目借鉴静电学原理和极间电晕荷电机理,将纳米流体从喷嘴喷出后,通过磁场和高

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本项目研究是一种全新的磁增强纳米流体荷电雾化及雾滴可控输运微量润滑磨削新方法,探索纳米流体新型微量润滑磨削方法在提高冷却和润滑性能的同时,建立场参数对雾滴粒径及其雾滴谱分布、雾滴运动轨迹、雾滴与界面接触状态的参数化主动控制策略,不仅实现了对雾滴的可控输运、提高了对荷电雾滴的作用力和驱进速度,使其穿透力、吸附力和浸润性能提高,而且有效减少了雾滴的漂移和飞溅丧失,减轻了对环境的污染,实现清洁、低耗、高效和可持续的绿色磨削加工新技术。 项目借鉴静电学原理和极间电晕荷电机理,将纳米流体从喷嘴喷出后,通过磁场和高压静电场的双重作用使润滑液雾滴荷电,形成荷电雾滴群,荷电雾滴群在电场力的作用下可控有序的输运到工件表面;带电液滴的运动轨迹是由电场强度决定的,通过施加不同电压的静电场来控制液滴的运动轨迹,使雾滴快速可控吸附到工件的表面,提高了雾滴在工件表面的沉积效率,改善了雾滴沉积的均匀性。磁增强纳米流体电晕荷电雾化,增加了极间电场强度和自由电子与空气分子的碰撞次数,可以实现对微小雾滴的有效荷电,提高对纳米流体雾滴的驱动力,驱进速度和沉积效率。由于荷电液滴的力学行为是在电场、磁场耦合作用下的动态过程,通过控制场强参数可有效控制雾滴粒径的大小、分布规律以及雾滴与工件界面的接触长度、高度和角度,来分别满足不同工况磨削区冷却和润滑的需要;又由于荷电液滴表面能和活性增加,增加了液滴在磨粒/工件界面、磨粒/切屑界面的浸润能力和附着能力,提供更直接有效的冷却和润滑,极大的改善磨削性能。 项目研究较好地体现了学术前瞻性和机械制造科学、电磁场理论、冲击动力学、传热学、摩擦学等多学科的深度交叉融合。 本项目研究将现象、理论研究与技术研究紧密结合,体现了较强的学术价值和重要的应用价值。