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1、筒式冷卻機(jī)按筒體形式分為單筒冷卻機(jī)和多筒冷卻機(jī),冷卻形式主要包括筒體內(nèi)部氣體介質(zhì)對(duì)流的直接冷卻和筒體外部噴射水霧的間接冷卻。針對(duì)后者的冷卻形式,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)行業(yè)都是采用冷卻水間接噴淋筒體外壁,甚至是冷卻水直接浸泡筒體的冷卻方式來達(dá)到冷卻效果。然而,通過研究國(guó)外先進(jìn)的噴霧冷卻設(shè)備,可以看出,和現(xiàn)有的噴水冷卻設(shè)備相比,在相同的產(chǎn)量要求下,采用噴霧冷卻技術(shù)的冷卻設(shè)備冷卻效率高、占地小、成本低、能源動(dòng)力消耗小,更加節(jié)能環(huán)保。在能源日益緊缺,環(huán)境
2、保護(hù)越來越受到重視的背景下,噴霧冷卻技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域特別是在機(jī)械和建材行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。還原鐵噴霧回轉(zhuǎn)筒式冷卻機(jī)就是一種將冷卻水霧化,直接噴射到筒體外壁,從而間接冷卻筒體內(nèi)部物料的新型節(jié)能環(huán)保冷卻設(shè)備。
由于該筒式冷卻機(jī)采用間接冷卻的冷卻形式,所以冷卻機(jī)內(nèi)顆粒物料的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性對(duì)冷卻機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)及冷卻效率的提高都有著重要影響。顆粒物料在筒體內(nèi)的流動(dòng)過程可看作是離散固體的運(yùn)動(dòng)過程,為了計(jì)算分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和分布特性,有兩種分析
3、方法:一種是連續(xù)介質(zhì)力學(xué)法,但連續(xù)介質(zhì)機(jī)理過分依賴簡(jiǎn)化的、規(guī)定性質(zhì)的本構(gòu)方程,忽略了顆粒個(gè)體的性質(zhì)。另一種是不連續(xù)介質(zhì)力學(xué)方法,比如離散元法(Distinct Element Method)。離散元法是把整個(gè)系統(tǒng)看作由一系列獨(dú)立的顆粒單元組成,每個(gè)單元本身具有一定的幾何和物理特性。PFC(Particle Flow Code)軟件就是利用顯示差分算法和離散元理論開發(fā)的微/細(xì)觀力學(xué)程序,從微觀結(jié)構(gòu)角度研究介質(zhì)的基本力學(xué)特性和行為,并認(rèn)為給
4、定介質(zhì)在不同應(yīng)力條件下的基本特征主要取決于粒子之間接觸狀態(tài)的變化,適用于研究顆粒的流動(dòng)問題。
本文針對(duì)新型筒式冷卻機(jī)——還原鐵噴霧回轉(zhuǎn)筒式冷卻機(jī)的工況條件,模擬了顆粒物料在筒式冷卻機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及顆粒間的相互作用。運(yùn)用顆粒流理論和顆粒流分析平臺(tái),使用PFC中的內(nèi)置FISH語(yǔ)言編制程序,建立了筒式冷卻機(jī)的橫截面模型,將顆粒處理為二維圓盤,利用WALL命令建立回轉(zhuǎn)筒體壁面并使其以一定角速度轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)冷卻機(jī)內(nèi)顆粒物料運(yùn)動(dòng)規(guī)律
5、的動(dòng)態(tài)模擬仿真。模擬中主要針對(duì)筒體轉(zhuǎn)速和筒體內(nèi)部揚(yáng)料板數(shù)量等設(shè)備相關(guān)參數(shù)以及顆粒粒徑、物料填充率等物料相關(guān)參數(shù)的不同,將其與工況狀態(tài)下的顆粒運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比分析研究。通過研究,得到了顆粒物料在筒體橫截面內(nèi)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行效果,以及單個(gè)顆粒在筒體橫截面上的運(yùn)動(dòng)軌跡曲線。本文研究得出了單個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡形狀、工況條件下該設(shè)備內(nèi)的物料休止角以及各因素對(duì)物料運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響。本文對(duì)于以顆粒物料為介質(zhì)進(jìn)行作業(yè)的回轉(zhuǎn)筒式設(shè)備(圓筒冷卻機(jī)、圓筒混合機(jī)、
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