挡板结构对陶瓷干法造粒室内粉体混合效果的影响

为研究干法造粒室中挡板结构对粉体混合效果的影响,通过构造欧拉两相流模型模拟粉体与空气的相互作用,采用k-epsilon RNG离散模型模拟湍流情况,采用滑移网格法和多重参考坐标系法分别求解动区域和静区域流场,分析了在造粒室内分别加装三种结构的挡板后对颗粒体积分数和速度场的影响.结果表明:当挡板横截面分别为长方形、三角形和半圆形时,颗粒体积分数径向云图显示体积分数小于0.31的面积占比分别约为26％、18％、2％;体积分数大于0.37的面积占比分别约为1％、15％、27％;颗粒速度大于0.54 m/s的面积占比分别约为45％、20％、40％;颗粒轴向速度大于0.4 m/s的面积占比分别约为80％、40％、35％.该结果显示长方形挡板造粒室更有利于促进粉体混合,提高粉体流动性.     

陶瓷干法造粒室圆柱形挡板数目对粉体混合效果的影响

为探究干法造粒过程造粒室内圆柱形挡板数目对粉体混合效果的影响。采用多重参考坐标系法与滑移网格法模拟造粒室的旋转,采用修正后的欧拉-欧拉双流体模型分析气固两相间相互作用,造粒室内湍流状态使用k-εRNG离散模型进行求解,根据颗粒体积分布及颗粒流速场探究不同挡板数目对粉体混合过程的影响。结果表明:当挡板数目为0时,过多的固体回转区严重影响粉体互相混合;当挡板数目为2时,颗粒速度及体积分数分布均匀,但继续增加挡板数目则会降低颗粒速度,并加重挡板间的颗粒堆积,使颗粒局部涡流变大,造成混合不均。实验验证了数值仿真的正确性,当挡板数目为2时,有效颗粒含量占比91%,颗粒级配最佳。所建模型及仿真结果能够有助于加深对造粒室内流场特性的了解,并对其结构的优化有一定的指导意义。     

十字形挡板造粒室内干法制粉混料过程数值模拟

为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果.采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比.结果表明:底部加装十字形挡板后,造粒室底部的压力分布状况更为均匀,提高了造粒室内颗粒整体速度;十字形挡板造粒室内颗粒体积分布达到71％,颗粒能够充满造粒室大部分区域,改善了底部颗粒堆积现象;颗粒合格率提高了6.9％,流动性指数提高了6;实验结果验证了数值模拟的正确性,十字形挡板造粒室有利于促进颗粒混合,提高了颗粒的合格率及流动性,造粒效果更优.     

立柱分布对陶瓷干法造粒混料过程的数值模拟

为研究陶瓷干法造粒机立柱分布对混料过程的影响,以造粒立柱为研究对象,采用有限体积法构建欧拉-欧拉双流体数理模型,模拟不同立柱分布方式的混料过程,分析了颗粒轴向体积分布、径向体积分布与颗粒速度场,同时通过实验验证仿真结果的正确性。结果表明:当立柱分布分别为菱形、圆形、正方形时,轴向云图显示颗粒体积分数大于0.20区域分别约占16%、9%、19%;径向云图显示颗粒体积分数在0.225以上区域面积分别约占70%,30%,55%;速度云图显示颗粒运动速度在0.10-0.15低速区域分别约占总面积的32%、18%、38%。综合分析可知:立柱分布对陶瓷干法造粒混料过程具有一定的影响,且通过实验验证了立柱呈圆形分布时,相比另外两种立柱分布,颗粒堆积度低,流动性好,有效颗粒占比大,混料效果最佳。     

陶瓷干法造粒搅拌槽结构对粉体混合效果的影响

为探究圆柱形和双层正八边形陶瓷干法造粒搅拌槽对粉体混合效果的影响.采用欧拉-欧拉方法构建气-固两相流混合过程计算模型,简化搅拌槽模拟区域并通过有限体积法建立空气-粉体混合过程物理模型,利用CFD方法对两种搅拌槽内流场进行数值计算,分析粉体体积分布与速度场,对比搅拌槽结构对粉体混合效果的影响,同时通过实验分析颗粒级配与流动性.结果表明:当搅拌槽为圆柱形时,槽壁区域形成回转抛物面,底部两侧槽底出现搅拌死角,粉体堆积度为12％;当搅拌槽为双层正八边形时,槽壁与两侧槽底湍流强度高,无回转抛物面与搅拌死角,粉体堆积度为4％.实验测得两种结构搅拌槽内有效颗粒百分比分别为71％、84％,流动性指数分别为60.66、75.5,侧面验证了数值模拟的正确性.双层正八边形搅拌槽相对圆柱形搅拌槽可有效提高粉体混合效果.     

陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的影响

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系.基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性.当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM时,坯料粉体体积分布大小基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒室转速分别为180 RPM、200 RPM时,坯料粉体体积分布大小仍基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显.实验结果表明:当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM、180 RPM、200 RPM时,坯料粉体粗糙度系数平均值依次为1.79、1.77、1.68、1.74、1.78;粉体级配百分比依次为73％、77％、89％、80％、72％;流动性指数依次为63.54、66.95、69.75、68.32、67.21.综合分析说明:造粒室转速为160 RPM时,坯料粉体均匀性和分散性良好,且无明显团聚现象,此时坯料粉体粗糙度系数平均值最小、粉体级配百分比最高、流动性指数最大,即造粒效果最好.     

基于CFD的陶瓷干法制粉造粒室挡板数目优化

为研究造粒室底部挡板数目对干法制粉混料过程的影响,构建了欧拉-欧拉气固两相流数学控制方程,建立不同挡板数目物理模型,采用修正后的RNGk-ε模型模拟造粒室内湍流情况,对不同挡板数目的干法制粉造粒室内的流场进行数值模拟,分析了不同挡板数目的造粒室内颗粒体积分布、速度场、湍动能、湍动能耗散的差异,并将数值模拟与实验进行对比。结果表明:挡板数目对混料过程有一定影响,分布适当挡板数目能够提高颗粒体积分布、改善合成速度,具有良好的湍动能及湍动能耗散,有利于促进颗粒混合;带挡板的造粒室流场分布优于无挡板造粒室,挡板数目增加时,造粒效果随着挡板数目的增加先增强后减弱;当挡板数目为4片时,颗粒体积分布达到了72%,堆积现象有较大改善,速度较好,耗散情况得到改善,有利于造粒室内流体介质的有效混合;当挡板数目分别为0、2、4、6片时,颗粒的合格率分别为82%、84%、90%、85%,处于30~60 mesh之间的优良颗粒分别占58%、62%、71%、64%;实验结果验证了数值模拟的正确性,为旋转流场式造粒设备的结构优化和设计提供了一定的理论指导。     

陶瓷墙地砖干法造粒制粉效果与立柱长度分析

针对不同立柱长度对陶瓷墙地砖干法造粒制粉效果的影响,以可塑性粉体、瘠性粉体、熔剂性粉体为主要原料,基于不同立柱长度采用陶瓷干法造粒制粉工艺制备坯料颗粒,研究立柱长度对坯料颗粒的有效颗粒质量百分比、级配分布、流动性指数及喷流性指数的影响,并进行数值模拟仿真分析验证实验结果正确性。实验结果表明:当立柱长度分别为14 cm、16 cm、18 cm、20 cm、22 cm时,有效颗粒质量百分比依次为81.8%、86.7%、92.5%、89.2%、87.6%,颗粒流动性指数依次为67.0、71.0、84.0、79.0、67.0,颗粒喷流性指数依次为71.0、69.0、67.0、73.5、76.5。数值仿真结果表明:当立柱长度分别为14 cm、16 cm、18 cm时,造粒过程中坯料颗粒分布体积约占造粒室体积的一半,此时造粒室底部堆积较少颗粒;当立柱长度为20 cm、22 cm时,造粒过程中坯料颗粒分布体积约占造粒室体积的一半,此时造粒室底部堆积较多颗粒。综合分析可知:所造坯料颗粒的有效颗粒最大质量百分比、流动性指数、喷流性指数依次为92.5%、84.0、69.0,均为该操作下的造粒效果最优值,此时造粒过程中坯料颗粒分散度最好,坯料颗粒的有效颗粒质量百分比最大、级配分布最均匀、流动性和喷流性最好,造粒效果最佳。     

陶瓷干法造粒过程温度场对造粒效果的研究

针对陶瓷干法造粒机造粒过程温度场对造粒效果的影响,结合实验与数值模拟对比分析造粒过程温度场对造粒效果的影响.基于CFD方法建立模拟造粒过程温度场的数学模型,模拟造粒过程中温度场随时间变化情况,并实验测得造粒室温度值、造粒成品率随时间变化情况.仿真结果与实验数据对比表明:当造粒时间为7 min时,仿真结果显示造粒室内的温度值都低于80℃,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的56％;当造粒时间为9 min时,仿真结果显示造粒室内温度值高于80 ℃的区域占造粒体积3％,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的72％;当造粒时间为11 min时,仿真结果显示造粒室内温度值高于80℃的区域占造粒体积21％,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的61％.仿真结果与实验数据对比分析说明:当造粒室内温度值高于80℃时,将在一定程度上降低造粒的成品率.     

混合澄清槽澄清室内流场特性测量

混合澄清槽被广泛应用于稀土溶剂萃取过程，在澄清室内的分相过程是非常重要的环节。采用粒子图像测速技术对澄清室内速度流场进行了测量，比较了不同操作参数下，主要包括混合室搅拌转速、油水两相体积分数以及不同挡板设计对澄清室内流场结构的影响。搅拌转速作为能耗输入，与澄清室内速度矢量大小呈正相关关系；增加油相后，对澄清室内流场结构影响不大，但会使得流动方向发生变化，且使得湍动增加。挡板设计是强化澄清室分相性能的重要途径，对不同挡板组合的澄清室设计进行了测量分析，对挡板形状（Ⅴ形与矩形）、挡板数量与安置位置的影响进行了比较，并采用电导率仪获得澄清室水相出口处溶解性总固体浓度，表征油相夹带情况，对不同挡板设计进行了比较和优化。