1、超低溫冷卻加工技術具有改善材料切削加工性能、延長刀具壽命、提高工件表面質量等優(yōu)點，在難加工材料的切削加工方面具有巨大的潛力。液氮射流作為冷卻介質，其流量大小、氣液相比例等射流參數(shù)對超低溫冷卻加工有顯著影響，相關設備的研制已成為超低溫冷卻加工技術進一步研究和推廣的關鍵。作為一種低溫流體，液氮沸點低且蒸發(fā)潛熱小，在管路中流動時極易汽化形成氣液兩相流，低溫流體氣液兩相流的受熱流動過程極其復雜，使液氮的穩(wěn)定傳輸和流量調控十分困難。本文為研制出用

2、于超低溫冷卻加工的液氮傳輸調控系統(tǒng)設備，對液氮低氣相比例穩(wěn)定傳輸?shù)臈l件及液氮射流流量控制方法進行探索性研究。
　　針對低溫流體在管路內強制流動沸騰過程中其傳熱、壓降等參數(shù)隨流型變化的現(xiàn)象，選取符合要求的關鍵元件及管道，設計了系統(tǒng)的主體管路部分；根據(jù)液氮傳輸?shù)奶攸c，設計了液氮傳輸?shù)目刂品椒ā?br>　　采用 AMESim建立了主體管路系統(tǒng)的受熱管道氣液兩相流動傳熱數(shù)值模型，通過仿真計算分析了系統(tǒng)在不同的入口壓力和閥門開口量下液氮射流

3、的傳輸情況，驗證了主體管路系統(tǒng)方案的可行性。
　　設計系統(tǒng)控制單元及供電單元，研制出用于超低溫冷卻加工的液氮傳輸調控系統(tǒng)；根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出信號擬合出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)并整定PID控制參數(shù)，在此基礎上建立可根據(jù)輸入信號在線整定PID參數(shù)的模糊控制規(guī)則，設計出以“代數(shù)積-加法-重心法”為反模糊推理方法的模糊PID控制器。
　　通過液氮穩(wěn)定傳輸性能驗證實驗，檢驗仿真結果與管路系統(tǒng)；編寫采用PID控制方法和模糊PID控制方法的STM32