涡流空气分级机环形区流场的实验研究

为优化涡流空气分级机内的流场,提高分级机性能,研究了涡流空气分级机蜗壳内加水平隔板和不加水平隔板2种结构对分级精度的影响。2种结构分级机环形区流场的激光多普勒测速计测量结果表明:在涡流空气分级机蜗壳内加隔板后,减小了环形区气流的轴向速度,沿转笼轴线方向,切向速度分布趋于均匀一致,流场稳定。重质CaCO3物料实验表明:在所试验的风速和转速范围内,采用较高转速分级,加隔板分级精度降低。环形区内适当的湍流能够提高物料的分散性,对提高分级精度有利。     

涡流空气分级机内三维流场的数值模拟与测量

为了清楚地认识涡流空气分级机内部流场分布,文中利用Fluent软件建立分级机的三维模型,对其内部三维旋转流场进行了数值模拟计算,得出不同工况下分级机内部流场分布。采用激光多普勒测速仪(LDV)对转笼叶片间流场进行测量,应用测量结果来验证模拟计算结果,模拟结果与测量结果吻合。研究表明,在一定的进口风速下,当环形区靠近叶片处气流切向速度与转笼外缘切向速度相近时,存在一个临界转速使得叶片间流场最稳定,分级机分级效果最好。这为改进涡流空气分级机操作提供了理论指导。     

涡流分级机环形区流场的激光多普勒测速研究

采用激光多普勒测速计研究了涡流分级机环形区气流的切向速度分布。测量了蜗壳进口风速18 m/s时,从330 r/min到1800 r/min之间6个不同转笼转速条件下的环形区气流切向速度。结果表明:当转笼转速小于1 200 r/min时,转笼转速的变化对环形区气流平均切向速度的数值影响很小;转笼高速旋转,环形区气流切向速度数值大小与转速有关。用系数F表示转笼附近环形区气流切向速度波动程度与转笼转速之间的关系,当转笼低速旋转时F大,极小值点出现在转笼旋转速度与当地气流速度一致时,随着转速的增加,趋于平稳。     

涡流分级机蜗壳内水平隔板对其流场的影响

为了探究蜗壳结构对涡流空气分级机流场特性的影响,文中利用Fluent软件对蜗壳内增加不同数目水平隔板的涡流空气分级机流场进行数值模拟。研究表明:蜗壳内水平隔板数目对流场速度以及环形区湍流耗散率有不同影响,存在临界隔板数使流场轴向速度分布均匀,在本文条件下的临界隔板数为3;在蜗壳中增加水平隔板可以对转笼外柱面处切向速度产生不同影响,在文中条件下增加1—3层水平隔板可以在一定程度上减小转笼切向速度与气流切向速度的差值,从而改善转笼叶片间的惯性反漩涡;随着隔板数的增加,湍流耗散率得到显著提高,物料分散性变好;涡流空气分级机的结构设计中应当考虑水平隔板对分级流场的影响。     

涡流空气分级机环形区宽度对其分级指标的影响

研究了涡流空气分级机内转笼外边缘和导风叶片内边缘间环形区宽度对其分级指标的影响。结果表明，随着环形区宽度增大，分离粒径d50增大，阻力损失略有增加。环形区宽度太窄和太宽都不利于分级指标的提高，当环形区宽度与撒料盘外径之比在0．098－0．121范围时，分级效率和分级精度指数最高。     

涡流空气分级机内流场分析与转笼结构改进

应用F luent软件建立传统涡流空气分级机三维模型并对其内部流场进行数值模拟,同时采用激光多普勒测速仪对分级机内流场进行测量。研究表明:当进口风速一定时,存在一个临界转笼转速使得环形区及转笼叶片间流场分布最均匀,分级性能好。改进转笼结构并进行模拟分析,新结构转笼的叶片设计成流线型,减少了气流与叶片的碰撞。模拟结果表明:与传统涡流空气分级机相比,环形区内速度分布得到了改善,新结构转笼叶片间旋涡趋势减弱,分级机内分级力场优于传统转笼。特别是转笼高速旋转时,结构改进效果更加显著。     

离心式超细空气分级机研究——分级机内腔流场

采用ｋ－ε双方程湍流模型对分级机内腔的气流场进行数值计算, 并将数值计算结果与五孔球形探针的测量结果相比较。绘制分级机内腔气流场中三维速度、压力分布的数值计算结果与五孔球形探针测量结果的比较图谱, 两者结果吻合较好。     

涡流分级机流场特性分析及分级过程

利用流体运动方程和平面强旋转流的流动特性分析了涡流分级机内空气流动特性和气固两相流运动特性。指出涡流分级机内主气流作二维运动，主气流速度场就时均值而言是一个点汇和一个Rankine涡的叠加，这将引起Tailer柱效应，形成均匀力场，有利于分级效率和精度提高。分析了涡流分级机的分级过程，并用“空气动力筛”概念说明分级原理。提出了改散物料分散性、改进流场均匀性的措施。这将对理解和改进涡流分级机分级性能具有指导作用。     

涡流空气分级流场中颗粒运动及分布规律研究

为探究粗细颗粒在分级机内分离过程,基于颗粒-涡相互作用模型和离散元软球模型研究了涡流空气分级流场中湍流脉动对颗粒运动及切割粒径d₅₀的影响,探索了分级过程中颗粒的分布规律。湍流脉动主要影响小颗粒的运动轨迹,对大颗粒运动轨迹影响不大,对切割粒径d₅₀无明显影响;在风速12 m·s^-1,转笼转速1200 r·min^-1工况下,从径向分布来看,小于20μm的细颗粒主要分布在转笼区,接近切割粒径d₅₀的颗粒在环形区内做旋流运动,大于25μm的粗颗粒会在靠近导叶的区域聚集,由于颗粒间的相互作用导致一些较细的颗粒会掺混在这些粗颗粒中,从而产生“鱼钩效应”;从轴向分布来看,小于20μm的细颗粒主要分布在分级机内靠近顶部区域,粗颗粒会逐渐向下沉降,粒径越大沉降越快。     

导风叶片对涡流空气分级机内流场的影响

利用ANSYS-Fluent 17.0软件对有、无导风叶片两种结构的涡流空气分级机内流场进行数值模拟和对比分析,研究了导风叶片对涡流空气分级机内流场的影响。数值模拟结果表明：导风叶片降低了转笼外缘处气流切向速度,从而影响转笼通道内旋涡的分布情况,使有、无导风叶片两种结构的稳定工况不同;导风叶片减小了转笼外缘处气流径向速度的波动和湍流耗散率,此处流场分布相对均匀,有利于提高分级精度;此外,导风叶片在导流过程中,改变了环形区速度场的分布,气流切向速度减小,径向速度增大,径向速度的增大使其分级粒径增大。碳酸钙物料分级实验结果表明：具有导风叶片结构的涡流空气分级机分级粒径较大,分级精度较高;导风叶片处较大的湍流耗散率有助于粉体分散,明显减弱“鱼钩效应”现象。     

涡流空气分级机进口风速和转笼转速匹配研究

为寻求涡流空气分级机进口风速和转笼转速的最佳匹配,利用Fluent软件对涡流空气分级机内部流场进行模拟分析,得出:当进口风速与转笼外缘的切向线速度相等或相近时流场最稳定。在流场较稳定的前提下,较高进口风速和转笼转速时,环形区湍流耗散率更大,更有利于物料的分散及分级。碳酸钙物料实验表明:转笼转速分别为800 r/min和1 200 r/min时,取进口风速分别为9 m/s和12 m/s,分级精度和牛顿分级效率都较高。其中进口风速为12 m/s,转笼转速为1 200 r/min时,分级精度和牛顿分级效率最优。该结论为利用涡流空气分级机进行分级合理调节进口风速和转笼转速提供理论依据。     

涡流空气分级机转笼转速对其分级精度的影响

引言随着科学技术的不断发展,建材、化工、矿业等行业都需要特定粒径的超细粉体,涡流空气分级机作为一种重要的分级设备被广泛应用。同时,各行业对分级机的分级效率和分级精度提出了更高的     

涡流分级机转笼结构改进及内部流场数值模拟

引言 随着科技的进步,各行各业对粉体粒径和粒径分布的要求向细而窄的方向发展,因此对分级设备提出了高效、高精度的性能要求.涡流空气分级机是20世纪70年代末日本发明的,属于第三代动态干式分级机,具有能耗低、流场稳定等特点,广泛应用于建材、精细化工、食品、医药以及矿物加工等领域.     

加料速度对分级机内部流场的影响

用Fluent软件模拟仿真分析了FTW型涡轮空气分级机内部流场的动态压力、湍动能、流动速度的分布, 对比分析不同加料速度对分级机内部流场的影响。结果表明:加料速度增加, 动态压力降低, 但分布曲线的对称性更好;湍动能降低, 但分布更为均匀;径向速度增加, 切向速度和轴向速度都降低, 且分布更为均匀, 其中轴向速度较大, 对流场影响更大;有利于流场稳定, 更有利于物料分级。实验测试了分级粒径分布部分支持这些效果。     

涡流空气分级机近导叶处团聚体解团机理研究

超细颗粒往往会因为黏附力形成团聚，从而限制了通过气力分级制备粒径小且分布范围窄的超细粉体。研究团聚体解团机理可为提出解团措施提供理论依据。利用EDEM二次开发功能通过颗粒工厂生成团聚体，基于FLUENT-EDEM耦合进行涡流空气分级机环形区近导叶处区域团聚体运动及其解团过程的数值模拟，研究了不同入口风速下对团聚体解团的影响程度，并揭示了团聚体在环形区近导叶处区域的解团机理。结果表明，在导叶近壁面区域气力流场的剪切力无法使团聚体解团，流场中解团是由于团聚体与固壁面碰撞而引起的。在转笼转速为1200 r·min^-1，入口风速为6、12、18、24 m·s^-1的情况下，单颗粒占比数随入口风速由71.7%增大到88.39%，而未解团的团聚体由24.8%减少到10.51%，部分解团后形成的团聚体的占比均不超过4%，表明单个团聚体在流场中解团程度较大，入口风速增大会提高环形区近导叶处粉体分级时的分散性，引入无量纲参数——相对碰撞次数验证了这一结果。     

涡流空气分级机转笼结构对其分级性能的影响

摘要：研究了涡流空气分级机底盘开口与封闭两种型式的转笼对分级指标的影响。重质CaCO₃物料试验表明：采用底盘开口转笼时,切割粒径小,分级精度低;随着分级转速增加,切割粒径对风速的敏感性下降。另外,用激光多普勒测速计测量了上述两种转笼结构的分级机环形区的流场特性,结果表明：转笼底盘开口,环形区气流出现旁路,进入转笼径向风速减小,造成分级物料切割粒径减小;底盘封闭的分级机环形区内靠近转笼处,切向风速突变增大,特别是轴向上湍流度的增大,有利于团聚物料的分散和分级精度的提高。     

涡流空气分级机气流密封方式的设计

密封的好坏对涡流空气分级机的分级成品质量有重要影响.本文对传统的机械密封方式gt.其原理进行分析,指出其特点与不足,并采用动态叶轮密封原理,对密封结构进行改进与设计,在生产中应用取得良好效果.     

气流预分散对涡流空气分级机分级性能的影响

在物料进入涡流空气分级机前采用了气流预分散装置,使物料悬浮分散并输送到分级机中。以滑石粉和石灰石粉料为原料进行分级实验,研究不同条件下气流预分散对分级性能的影响。采用激光多普勒测速仪对分级机内环形区流场进行速度测定,分析预分散气流对流场的影响。结果表明,当预分散气速大于1.1 m/s时,细粉产率、牛顿分级效率和切割粒径随预分散气速的增大而增加;在不同的系统进口风速条件下,物料预分散后,细粉产率、牛顿分级效率增加;平均粒径小的石灰石粉料其中含有的超细颗粒(<4μm)不易实现气流预分散,预分散气流可以明显地减小对分级不利的轴向速度。     

涡流空气分级机内物料分布的模拟试验研究

为研究涡流空气分级机内物料分布的规律,探索物料在涡流空气分级机内的分散方法,文中设计了撒料盘试验来模拟涡流空气分级机内物料分布,并进行了物料分布的计算与试验研究。以建筑用标准砂做试验,结果表明:撒料盘转速的提高可以改善大颗粒物料的分散性,而对小颗粒物料的分散性影响较小;物料的粒度分布范围对物料分散性影响较大,粒度分布范围越宽,分散性越差,同时还研究了撒料盘结构对物料分散性的影响。结果表明:双层撒料盘的使用能将物料在承料面上的单位面积堆积量从单层撒料盘的0.067 g/cm2降低到0.042 g/cm2,相对减少量为37.31%,从而提高物料在分级机内的分散性。     

涡流空气分级机熵产与分级性能分析

利用热力学第二定律中的熵产理论对涡流空气分级机各不可逆因素引起的熵产进行分析,通过粉料分级试验对其分级性能进行验证,获得了黏性熵产、湍流熵产和壁面熵产分布特点及操作参数对熵产和分级精度的影响规律。熵产分析结果表明,涡流空气分级机内湍流熵产和壁面熵产占总熵产的比例高达56.41%和43.11%,湍流熵产主要产生于转笼叶片间和转笼内部,进风口和细粉出口壁面剪切引起较大壁面熵产;此外,转笼转速和进口风速变化分别仅对转笼区域和切向进风口区域内气流运动熵产影响较大,进口风速-转笼转速处于8.6m/s、 800r/min和18m/s、1200r/min操作工况附近时,涡流空气分级机内总熵产/总能变化率较小,分级流场稳定性较高,对粗、细颗粒分离有利,该工况下分级机的粉料分级试验效果较好,说明熵产理论可用于涡流分级机内流动分析及其操作参数的优化匹配。