离心涡轮式气流分级机分级区域研究

针对涡轮式气流分级机 ,建立了颗粒在分级轮中的运动微分方程。通过对运动方程的分析 ,引出了表征颗粒径向行为特征的时间因次量 τ =ρd2 /18μ,并推导出分级区域宽度及分级粒径的表达式。经过比较实验 ,证明分级作用发生在分级轮外缘 ,实验分级结果与理论计算相一致。

涡轮式气流分级机压降分析及流场模拟

涡轮式气流分级机是超细铁矿粉的主要生产设备,在分级精度和分级效率上一直不高。为此,结合转轮转速和入口风速匹配关系,对转轮入口速度三角形进行分析,运用CFD流体动力学及力学相对运动理论对叶片间压降进行分析,得出分级轮叶片间速度分布规律。并利用FLUENT软件对不同叶片数结构转轮进行建模和数值模拟。数值模拟结果表明:转轮叶片长宽厚和进风速度对入口处流体的运动速度有直接影响;提高转轮转速能获得更细粒径,但容易造成流场不均匀,降低分级精度;通过适当增加叶片数能改进流体速度的分布规律,从而提升分级效率;提出了增加叶片数的新转轮设计方法,通过数值模拟和物料试验证明该新结构在一定工况下流场分布均匀,分级效率提升。研究结果对涡轮式气流分级机的设计具有一定的指导作用。

涡轮分级机分级轮流场的数值模拟与分析

为进一步研究涡轮分级机流场中的分级轮径向速度和分级区流场分布情况,更好地指导涡轮气流分级机的设计、优化和运行,通过用FLUENT6.2中的分离-隐式求解器对涡轮分级机的流场进行了模拟与分析。主要针对分级机径向速度的均匀性分析,并与实验进行比较。结果表明:进入分级轮的气流径向速度不均匀,分级轮的高度越高,径向速度越不均匀,较高的分级轮会有部分气流外溢,外溢位置、大小与分级轮的高度相关,从而引起进入分级轮的径向气流速度反而增大,高径比最好为0.3～0.5。

基于颗粒轨迹的气流式分级机工艺参数优化

在世界粉体技术飞快发展的情况下,粉体材料在冶金、化工及石油等领域得到广泛应用,涡轮式气流分级机作为粉体生产设备是当今工业领域重要的机械设备之一。为研究超细粉体的生产效率,利用Fluent软件,对kff-400分级机内部流场进行气固两相流数值模拟,选择RNG k-ε湍流模型和随机颗粒轨道模型,以转轮转速和进风量为变量因素,分析不同转轮转速和进风量对kff-400分级机流场中颗粒轨迹的影响规律。基于数值模拟结果,选取几组较优的转轮转速及进风量为工艺操作参数,以产品粒度分布作为检验指标,进行物料分级试验。试验结果表明:kff-400涡轮分级机生产粒度为1 200目重晶石和铁矿粉时,相对分级精度最高的工艺参数为转速2 200 r/min、进风速度8 m/s。研究结果为超细铁矿粉和超细重晶石的生产提供了理论基础,具有一定的工程应用价值。

颗粒在涡轮式分级机分级轮中的运动轨迹

通过引入一个简化的单颗粒动力学模型, 对颗粒的运动轨迹进行了模拟. 该模型假设颗粒在分级轮中具有二力平衡状态, 即颗粒的运动状态主要取决于流体黏滞力与离心力的作用. 为了便于求解, 将方程转化为等速旋转坐标系中的方程, 通过求解方程并绘制图形, 求得颗粒在叶片间的运动轨迹. 对不同转速、风量、叶片间距及不同叶片倾斜角度下的颗粒运动轨迹进行了详细研究, 计算结果表明: 转速、风量、叶片间距和叶片角度是影响颗粒运动轨迹的主要因素; 转速的增加和风量的减小均可以显著减小分级粒径的大小; 叶片间距的减小使颗粒与叶片的碰撞次数增多; 在相同条件下, 负角度叶片的分级粒径小于径向叶片, 径向叶片的分级粒径小于正角度叶片.