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。     

几何相似涡流空气分级机环形区流场变化规律研究及预测

为探究几何相似涡流空气分级机环形区流场的分布特性,建立不同尺寸的涡流空气分级机模型,提取关键结构的几何参数,通过数值模拟分析尺寸比例因数对分级机环形区流场分布的影响。模拟结果表明,在相同进口风速下,几何相似分级机模型环形区内切向速度呈准自由涡的分布。模型尺寸增大,环形区内柱面面积加权平均切向速度增大,环形区切向速度分布不均匀。转笼内外缘切向速度越接近,环形区内近转笼外缘处切向速度产生的波动越小。几何相似分级机模型环形区内径向速度分布符合点汇流动的规律,除了在靠近转笼外缘处径向速度数值有较大差异外,环形区其余位置柱面面积加权平均径向速度不随比例因数变化而变化。以几何相似分级机模型数值模拟数据作为训练样本拟合分级机环形区内柱面面积加权平均切向速度和径向速度预测公式,并建立测试样本分级机模型对预测公式进行验证。柱面面积加权平均切向速度和径向速度预测值与模拟值的最大误差分别为3.5%和1.8%。此外,通过对几何相似涡流空气分级机模型环形区流场运动相似和动力相似分析,得出几何相似分级机模型流场具有相似性。     

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。     

新型涡流分级机分级区流场特性数值模拟研究

为获取新型涡流分级机分级区流场分布情况,在分析涡流分级机空气流动特性的基础上,采用计算流体动力学软件ANSYS CFX14.5对不同转速下环形区和转笼两区域各速度与转笼转速间关系进行了模拟.通过模拟可得:转笼转速大小影响环形区速度场稳定,并将导致转笼叶片间产生惯性反旋涡现象,存在一定范围的转速可使分级区的气流场稳定,从而使分级机的分级效率提高,最后,通过物料实验表明,模拟结果与实验结果相吻合.数值模拟对选择分级机合理的操作参数控制提供了一定的理论依据.     

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。     

三叶后掠式搅拌器的流场试验研究

专门探讨一种测量搅拌流场的新技术－应用三维激光测速仪系统,对三叶后掠式搅拌器形成的流场进行测量,得到平均速度,湍流度,相关系数及雷诺应力等各力学量与相位角度之间的对应分布结果。     

Laser doppler velocimeter measurements of flow field in structured packing

In recent years, structured packing has been widely used in chemical and biochemical industries as internals of static mixers, distillation column and bubble column reactor. Many researchers have studied its hydrodynamic characteristics with the experimental and computational fluid dynamics （CFD） method. And a great deal of papers about the CFD simulations for structured packing have been reported.     

规整填料内流场的LDV测量

IntroductionIn recent years , structured packing has beenwidely used in chemical and biochemical industriesas internals of static mixers , distillation columnand bubble column reactor[1 ,2]. Many researchershave studied its hydrodynamic characteristics wi…     

Velocity measurements and flow field characteristic analyses in a turbo air classifier

Turbo air classifier is one of the most widely used powder classification equipment. The rotor cage as a rotary component can create a forced centrifugal field, so it is a key part for turbo air classifier. In order to investigate the effect of structural variations of the rotor cage on flow field characteristics, three dimensional velocity measurements of the annular region in a turbo air classifier equipped with two different rotor cage bottom plates (A and B type) are performed by laser Doppler velocimeter (LDV). It is found that the different bottom plates have different axial and tangential velocity distributions in the annular region. However, the structural variations of the rotor cage have hardly any effect on the radial velocity. Based on the classification principle, the relation between the classification performance and the flow field characteristics is investigated in great detail.The results of the flow field measurements were tested by the classification experiments carried out with cement raw meal and ground calcium carbonate. The results demonstrate that B type bottom plate can realize the production of narrow particle size distributions, so it is more favorable for classification than A type bottom plate. Classification experiment results are in good agreement with the results of the flow field measurements.     

旋流板上流场的LDA实验研究

在φ３００ｍｍ塔内，实现了用二维激光多普勒测速仪对旋流板上气体速度场的测定，获得了不同高度剖面的切向、轴向及径向速度分布的数据，探明了板上气流场的基本特点；还采用气－固流模拟湿板操作，测定了模拟液滴的流场。实验结果证实了旋流板的传统设计思想。     

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。