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。     

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。     

通道式微型分级机理论模型的研究

本文主要介绍了通道式微型分级机的理论模型,传统的转子被几个简单的通道取代,形成了多通道组成的"转笼".微型分级机的设计是基于涡流空气分级机的分级机理来实现的,通过理论分析,计算出了通道的结构参数,根据产量确定通道的个数,而通道的长度则主要从分级精度方面来考虑.根据切割粒径公式分析了各参数对分级粒径的影响.在其它条件不变的情况下,转速、通道截面积增大以及颗粒密度变大都会导致分级粒径变小,而风量变大则会导致分级粒径变大.除此之外,压降、曳力系数和形状系数对分级粒径也会有影响.     

涡流分级机进风口型式和三次风效应的研究

文章对涡流分级机一、二次进风口型式和引入三次风对分级指标的影响进行了试验研究，结果表明，在保持进风量不变的情况下，三次风的引入使分级精度下降，漏选率增大。一、二次进风口不等截面进风与等截面对称进风相比，粗粉产率小，分割粒径小，小于30μm和小于80μp粒级的分级量效率低，分级精度低。这将对涡流分级机结构设计具有指导意义。     

竖直涡旋向对卧轮式分级机流场及性能影响

采用数值模拟方法对卧轮式分级机内气相流动特性进行了研究,重点考察了竖直涡旋向对分级机内全流场的影响。模拟结果表明,分级机锥体段以旋转上升的竖直涡为主流型,竖直涡旋向对分级室内流型有重要影响。根据右手定则,竖直涡旋向与转笼旋向满足象限Ⅰ和Ⅲ时,分级室内形成两股旋向相反的水平涡,局部出现二次涡流,转笼外缘气流切向速度接近为0;竖直涡旋向与转笼旋向满足象限Ⅱ或Ⅳ时,分级室内流场分布一致性较好,转笼外缘及叶片间速度分布比较均匀且波动较小。以流化催化裂化(FCC)催化剂为分级物料,处于象限Ⅳ的分级机其分级粒径平均减少5.3?m,分级精度平均提高7.5%;以粉煤灰为物料,分级粒径平均减少2.2?m,分级精度平均提高8.4%,粉料分级试验结果与数值模拟结果吻合。研究结果对卧轮式分级机的结构设计有一定指导作用。     

涡流分级机撒料盘的试验研究

研究了涡流分级机撒料盘上凸棱高度对分级精度和分割粒径的影响。试验得出,随着径向凸棱高度的增加,物料分散变差,分割粒径ｄ５０减小,分级精度指数降低。在试验范围内,当撒料盘凸棱高度与内径之比为００３７时,分级精度指数最高。     

立磨选粉机叶片结构对分级区速度场影响分析

立磨选粉机分级区速度场是影响其分级性能的主要因素之一,其机内气固两相流为非理想流体。本文应用流体力学流体黏滞性与速度梯度原理,分析了速度梯度过大造成选粉机选粉精度和选粉效率下降的机理。通过构建不同叶片结构转笼的立磨选粉机模型,采用Fluent软件模拟分析了立磨选粉机不同叶片结构转笼的分级区速度场中速度流向、速度大小与速度梯度的变化规律。进行了立磨选粉机转笼叶片结构改造试验,试验表明：改造后的Z形叶片结构转笼的立磨选粉机产量在直叶片转笼结构的基础上提高了15 t/h,且0.08 mm颗粒的筛余降低了10%。     

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。     

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。     

同轴四通道喷嘴气流式雾化特性影响因素研究

提出一种新型同轴四通道喷嘴——由内到外采用气-液-气-液设置,最外环液体可以将合成气和氧气隔离,大幅降低喷嘴出口温度,可望延长气化炉中喷嘴使用寿命。为研究喷嘴雾化效果的影响因素,以水和空气为介质,利用马尔文激光粒度分析仪对同轴四通道喷嘴的气流式雾化液滴索特平均直径进行实验研究。发现对雾化效果影响程度从大到小依次为通道三、通道四、通道二和通道一;增大通道二、四液量分配比可以降低雾化粒径;增大外环液膜厚度会增大雾化粒径;通道一、三气量分配比对雾化颗粒的影响是非单调性的,雾化粒径先增大后减小。基于实验结果进行数值分析,拟合获得了同轴四通道喷嘴雾化液滴粒径关系式。     

圆形通道内Fe3O4纳米流体流动及传热影响因素分析

采用Fe₃O₄-水纳米流体为传热工质，利用有限元分析方法对其在圆形通道内流动及换热过程进行了数值模拟研究，在Re=1 000条件下，分析了纳米粒子的体积分数和粒径大小对纳米流体层流传热性能的影响。结果表明，纳米颗粒的加入能有效改善通道的传热效率。随着纳米粒子体积分数的增大和粒径的减小，通道的传热效率显著提升，在研究范围内，传热系数最大可增加10.9%。但同时也略微增大了压力损失，综合传热和阻力两方面计算了传热综合因子，在纳米粒子粒径为20 nm，体积分数为2.5%时取得了最大值。     

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。     

小管径/粒径比有序填充床流动传热性能及场协同分析

以小管径/粒径比有序填充床为研究对象,分析了管径/粒径比对填充床流动与传热特性的影响规律,并应用场协同理论研究了床层内部不同物理量场之间的耦合协同关系。结果表明,颗粒填充通道内压力沿轴向的变化趋势在入口段、充分发展段及出口段各不相同,且不同管径/粒径比时均具有相似的规律。当雷诺数相同时,努塞尔数与阻力系数均随着管径/粒径比的增大而增加。同时,随着管径/粒径比的增大,速度场与温度梯度场之间的协同性变好,而速度场与压力梯度场之间的协同性变差。此外,拟合得到了适用于小管径/粒径比有序填充床的传热与阻力性能准则关联式,可为其合理设计及校核提供理论依据。     

双筒叶轮式微粉分级机的性能研究

本文简述了双筒叶轮式微粉分级机的结构和原理， 推导了分级粒径的求解公式及叶片间气流场的分布， 指明了叶片曲率与分级精度的关系     

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.     

不同流体Prandtl数时颗粒有序填充床的流动传热性能

对小管径/粒径比颗粒有序填充床进行数值模拟,研究流体普朗特数(Pr)变化及不同管径/粒径比对填充床流动与传热性能的影响。结果表明,颗粒填充通道可分为入口阶段、充分发展阶段以及出口阶段,各个阶段的流动与传热特点不同。在相同雷诺数(Re)时,流动传热充分发展阶段传热系数和压降均随管径/粒径比的增大而增大,且后者增大的幅度大于前者。流动工质的Pr越大,填充床努塞尔数(Nu)越高,而Pr变化对阻力系数的影响可忽略。Pr不同,Nu随管径/粒径比的变化趋势不同,而阻力系数随管径/粒径比的变化趋势相似。     

旋流器的微米级颗粒分级性能分析

微型旋流器中的超重力场和剪切湍流场可以强化微米级颗粒的分级。为了分析旋流器的微米级颗粒分级性能,本文通过试验与数值模拟相结合的方法研究了入口速度和底流分率对旋流分级的影响。数值模拟方面使用雷诺应力模型模拟了微型旋流器内的流场,试验方面使用直径为20mm的微型旋流器来分级粒度分布为2~50μm的颗粒物料。结果表明,随着入口速度的增大,分割粒度x50减小,可达4.8μm,分级精度H提高,可达0.45;随着底流分率R_f的增大,不会显著改变切向和径向速度,颗粒在旋流器内的沉降速度变化不大,但轴向速度会减小,使得颗粒在旋流器内的停留时间增加,分级效率提高;当底流分率R_f0.6时,随着R_f的增大,分割粒度x_(50)减小,可达4.7μm,分级精度H提高,可达0.6;当底流分率R_f0.6时,分割粒度x50增大,分级精度H降低。     

旋风分离器内气相流场的相似模化分析（Ⅱ）尺寸参数

基于数值模拟方法分析了几何相似旋风分离器在直径尺寸变化时的气相流场的模化特性。旋风分离器的直径变化范围为100～2100 mm，重点考察流场量纲1速度分布的相似性、尺寸参数的自模特性。模拟结果表明，旋风分离器的直径尺寸变化后，流场的形态结构不变，但量纲1切向速度分布存在一定变化，流场不具有严格的自模性。但随直径尺寸的增大，旋风分离器内流场由弱自模性向强自模性发展，当直径超过2000 mm后，流场量纲1速度基本保持相似与恒定，Euler数与Reynolds数不相关，流场处于强自模区。流场的这种自模特性反映了流场的惯性阻力损失和黏性摩擦损失之间的比例关系和大小变化。随着直径尺寸的增大，黏性摩擦损失系数减小，惯性阻力损失系数增大，但Euler数是减小的。当达到很大的直径时，Euler数恒定，Euler数与Reynolds数不相关，流场进入自模区，流场流态保持相似性。