渦流空氣分級機(jī)操作參數(shù)匹配和蝸殼結(jié)構(gòu)改進(jìn)的研究.pdf

1、物料分級是粉體工程的一個(gè)重要過程，渦流空氣分級機(jī)作為主要的粉體分級設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。隨著粉體技術(shù)的發(fā)展，對分級機(jī)分級效率和精度提出了更高的要求，因此，必須采取措施以改善分級效果。分級機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作條件是影響分級性能的兩大重要因素，本文主要從這兩方面出發(fā)，優(yōu)化渦流空氣分級機(jī)的操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高分級機(jī)的分級性能。
　　進(jìn)口風(fēng)速和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速作為渦流空氣分級機(jī)主要的操作參數(shù)，兩者如何配合直接影響著分級機(jī)內(nèi)部的流場特性。為尋求渦流空氣

2、分級機(jī)進(jìn)口風(fēng)速和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速的最佳匹配，利用Fluent對渦流空氣分級機(jī)內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬，分析結(jié)果表明:當(dāng)進(jìn)口風(fēng)速與轉(zhuǎn)籠外緣的切向線速度相等或相近時(shí)流場最穩(wěn)定，兩者相差過大會使氣流產(chǎn)生湍動，降低流場的穩(wěn)定性。在流場較穩(wěn)定的前提下，較高進(jìn)口風(fēng)速和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速時(shí)，環(huán)形區(qū)湍流耗散率更大，更有利于物料的分散及分級。碳酸鈣物料實(shí)驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速分別為800r·min-1和1200 r·min-1，進(jìn)口風(fēng)速分別為9 m·s-1和12 m·s-1時(shí)，分級

3、精度和牛頓分級效率都較高。其中進(jìn)口風(fēng)速為12 m·s-1，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速為1200 r·min-1的情況下，分級精度和牛頓分級效率最優(yōu)。該結(jié)論為利用渦流空氣分級機(jī)進(jìn)行分級合理調(diào)節(jié)進(jìn)口風(fēng)速和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速提供理論依據(jù)。
　　導(dǎo)風(fēng)葉片和蝸殼作為渦流空氣分級機(jī)最主要的兩個(gè)靜部件，其結(jié)構(gòu)直接影響著進(jìn)入分級機(jī)內(nèi)部氣流的流場分布。本文利用Fluent軟件研究了渦流空氣分級機(jī)的導(dǎo)風(fēng)葉片軸向安裝角度以及蝸殼蝸舌的位置對其內(nèi)部流場的影響。模擬結(jié)果表明，導(dǎo)風(fēng)葉片

4、軸向傾斜可以減小環(huán)形區(qū)氣流的軸向速度，尤其是當(dāng)傾角為2.5°時(shí)，軸向速度接近于0，同時(shí)切向速度增大，不僅有利于維持流場穩(wěn)定，而且增強(qiáng)了分級力場，有利于物料分散與快速分級。離散相模擬結(jié)果表明，與原型相比新結(jié)構(gòu)下顆粒在分級區(qū)的停留時(shí)間縮短，有利于減小顆粒的碰撞幾率，減少能量損失。碳酸鈣物料實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)風(fēng)葉片軸向傾斜2.5°時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件下，分級粒徑減小了0.97～8.42μm，分級精度增加了6％～9％，分級效果得到改善。
　　比較蝸舌位

5、置不同的五種蝸殼結(jié)構(gòu)下的流場模擬結(jié)果可知，當(dāng)蝸舌開口角度為0°～10°時(shí)，由于邊界層的影響，使得不同位置導(dǎo)風(fēng)葉片入口處、環(huán)形區(qū)內(nèi)以及轉(zhuǎn)籠入口處氣流速度分布不均勻;當(dāng)蝸舌開口角度為40°時(shí)，則由于進(jìn)口氣流對導(dǎo)風(fēng)葉片的沖擊作用，使得流場分布不均勻;既能避免邊界層的影響，又能減小進(jìn)口氣流沖擊作用的蝸舌開口最佳角度為20°～30°。離散相模擬結(jié)果表明，蝸舌開口角度為20°30°時(shí)，同一粒徑的粒子從環(huán)形區(qū)同一圓周不同位置處釋放時(shí)具有相同的運(yùn)動軌跡