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领升等离子抛光设备电解加工间隙中的流动特性–气液两相流动

前面的文章已经得出了电解加工间隙中是气液两相流动的结论,而进一步对电解加工过程的具体情况进行具体分析,又可以做出以下符合电解加工过程实际条件的近似假设。这些假设使研究问题得到简化,但并不失其研究问题的本质。

(1)一维两相成分均匀流型假设
气泡在液相中均匀分布,液相不可压缩,而气相状态变化 服从理想气体状态方程,即pg=pgrgtg,相间无质量转换,即不存在气液两相相互之间质量转换的情况,沿流动方向的每一横截面上各相参数均匀分布,即在同一截面上有ug=u1=u,tg=t1=t,pg=p1=p。

(2)线性电场假设
阴、阳极表面均为等电位面,电极电位在电极/溶液界面上的非线性突变以适当量的级化电位或近似与分解电压8Eo等价。在电解液中,在垂直于电解液流动的方向上,电位呈线性分布,即具有等电位梯度。

(3)平衡加工状态假设
电解加工处于平衡加工状态,各项参数不随时间变化而只是几何位置的函数。阳极溶解速度与阴极进给速度相等,加工间隙已达平衡间隙,不再随时间变化。电解液与阴、阳极间的热交换也处于热平衡状态。

基于上述假设,对于侧流式矩形电解加工间隙的物理模型(见图1-20),列出气液两相流动的质量、动量、能量方程式以及电解加工间隙表达式,经整理,得到下列式所示的数学方程式。

在上列各式中,x为电解液流程简称流程,即所研究流道横截面距间隙进口处的距离;B为气泡率,P为压力,U为流速,T为温度,R为黏性剪切力,o为加工间隙常数,K为电解液的电导率,UR为加工间隙O方向上电解液的欧姆压降,N为加工电流密度,P1为电解液密度,C1为电解液热容,S为电导率温度系数,N为考虑气泡率对电导率影响的指数,从N=1.5-2中选取,通常可取N=1.5,RG为氢气的气体状态党群,PG为析氢的电流效率。KG为析氢质量电化当量。


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