渦輪式超細分級機分級流場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、渦輪式氣流分級機是精密分級設備中非常重要的類型之一.渦輪式氣流分級機內腔流場是超細粉體同空氣的混合兩相流,其運動情況相當復雜.然而,流場是否穩(wěn)定,是否有利于粗細粒子的有效分散等等問題是決定超細分級設備設計成敗的關鍵;掌握分級機流場的流動特性以及粒子的運動規(guī)律對于設計合理的分級腔結構,調整最佳的系統(tǒng)操作參數(shù)等具有十分重大的意義.首先,本文應用流體力學及數(shù)值計算方法,借用成熟的商用CFD分析軟件PHOENICS,對一種新型的渦輪式氣流分級機

2、,即FW-φ150型臥式渦輪分級機的內腔兩相流流場運用氣-固兩相流的雙流體理論模型和顆粒隨機軌道模型進行數(shù)值模擬.數(shù)值模擬結果表明,(1)在渦輪達到工作轉速時,在分級區(qū)域形成了一個與渦輪旋轉方向相反的局部回流渦,它使得分離出來的細粒重又被帶回分級輪外邊緣,從而嚴重影響分級機的分級效率;(2)粉塵粒子在渦輪低速運動情況下,基本上能跟隨氣體運動,但隨著轉速加大,兩相之間出現(xiàn)了明顯的速度滑移現(xiàn)象;(3)分級機工作時的風量也是一個比較重要的操作

3、參數(shù),它可以直接影響到分級機內腔流場的穩(wěn)定性,風量越大,流場越穩(wěn)定;(4)同直葉片形狀相比較,帶后彎導板的葉片,有利于改善流場的穩(wěn)定性,流場容易形成整體流,對提高分級效率和分級精度都非常有利;(5)粒子軌跡線在渦輪轉速較高時十分復雜,有的出現(xiàn)了反復的彈跳現(xiàn)象,大顆粒不能通過分級區(qū)域而從進口返流了,只有細小的顆粒才從出口處流出;(6)渦輪轉速加大時,粒子的徑向、軸向和切向速率出現(xiàn)了明顯的類似于正弦波的脈動現(xiàn)象,顆粒越小,脈動程度越為劇烈.