渦流空氣分級機操作參數(shù)匹配和蝸殼結構改進的研究.pdf

1、物料分級是粉體工程的一個重要過程，渦流空氣分級機作為主要的粉體分級設備得到廣泛應用。隨著粉體技術的發(fā)展，對分級機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。分級機內部結構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)化渦流空氣分級機的操作參數(shù)和結構參數(shù)，提高分級機的分級性能。
　　進口風速和轉籠轉速作為渦流空氣分級機主要的操作參數(shù)，兩者如何配合直接影響著分級機內部的流場特性。為尋求渦流空氣

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

3、精度和牛頓分級效率都較高。其中進口風速為12 m·s-1，轉籠轉速為1200 r·min-1的情況下，分級精度和牛頓分級效率最優(yōu)。該結論為利用渦流空氣分級機進行分級合理調節(jié)進口風速和轉籠轉速提供理論依據(jù)。
　　導風葉片和蝸殼作為渦流空氣分級機最主要的兩個靜部件，其結構直接影響著進入分級機內部氣流的流場分布。本文利用Fluent軟件研究了渦流空氣分級機的導風葉片軸向安裝角度以及蝸殼蝸舌的位置對其內部流場的影響。模擬結果表明，導風葉片

4、軸向傾斜可以減小環(huán)形區(qū)氣流的軸向速度，尤其是當傾角為2.5°時，軸向速度接近于0，同時切向速度增大，不僅有利于維持流場穩(wěn)定，而且增強了分級力場，有利于物料分散與快速分級。離散相模擬結果表明，與原型相比新結構下顆粒在分級區(qū)的停留時間縮短，有利于減小顆粒的碰撞幾率，減少能量損失。碳酸鈣物料實驗表明，導風葉片軸向傾斜2.5°時，實驗條件下，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構下的流場模擬結果可知，當蝸舌開口角度為0°～10°時，由于邊界層的影響，使得不同位置導風葉片入口處、環(huán)形區(qū)內以及轉籠入口處氣流速度分布不均勻;當蝸舌開口角度為40°時，則由于進口氣流對導風葉片的沖擊作用，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°。離散相模擬結果表明，蝸舌開口角度為20°30°時，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具有相同的運動軌跡