连接管道直径等参数对旋风分离器性能的影响

现有气雾化制粉设备所采用的分离器收集粉末的性能较差,同时其分级效率也较低,导致其无法满足金属增材制造的粉末粒度要求。为此,以两级串联旋风分离器为研究对象,对旋风分离器的连接管道直径及其他参数进行了数值模拟研究。首先,为了验证数值模拟计算模型及其边界条件的可靠性,进行了气雾化制粉试验;然后,采用计算流体力学(CFD)模拟技术,对旋风分离器进行了仿真分析,研究了连接管道直径的改变对旋风分离器流场,以及对压降、分离效率和切割粒径等分离器性能的影响;最后,在连接管道直径确定的情况下,对旋风分离器其他参数进行了模拟,分别研究了入口形状和锥体长度变化对旋风分离器流场及分离性能的影响。研究结果表明:当连接管道直径d=130 mm时,旋风分离器的分离效率最高,随着旋风分离器连接管道直径的增加,其切割粒径逐渐增加;当入口形状为圆形A时,旋风分离器的分离效率最高,随着矩形长宽比的增加,分离效率逐渐降低,切割粒径增加;锥体长度的增加使得旋风分离器的分离效率先升高后降低,采用方案3时的分离效率最高,切割粒径逐渐降低。