渦流空氣分級(jí)機(jī)操作參數(shù)優(yōu)化及內(nèi)部流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、物料分級(jí)被看作粉體技術(shù)中最基本的操作技術(shù)之一，渦流空氣分級(jí)機(jī)是較常見的分級(jí)設(shè)備，然而對(duì)于渦流空氣分級(jí)機(jī)的研究主要局限于對(duì)結(jié)構(gòu)的部分改進(jìn)，對(duì)其理論根源及內(nèi)部流場研究的不夠充分。分級(jí)指標(biāo)之間互相影響，只有在滿足生產(chǎn)要求的情況下找到一個(gè)相對(duì)最優(yōu)解，才能夠高效率生產(chǎn)。氣流運(yùn)動(dòng)特性影響著顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而影響分級(jí)機(jī)的分級(jí)性能。本文通過正交試驗(yàn)，運(yùn)用Matlab對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行建模，得到模型方程，通過該模型方程可以在不同的操作參數(shù)下找到相對(duì)應(yīng)的分級(jí)

2、性能指標(biāo);通過Fluent軟件對(duì)分級(jí)機(jī)內(nèi)的流場進(jìn)行研究，獲得使內(nèi)部流場均勻穩(wěn)定的條件參數(shù)，并通過物料實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模擬結(jié)果;通過Fluent離散相模型，模擬物料單個(gè)粒子在分級(jí)機(jī)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，并判斷物料的切割粒徑范圍。
　　 通過分級(jí)機(jī)分級(jí)性能多目標(biāo)規(guī)劃優(yōu)化模型的建立，對(duì)滑石粉物料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析并建模，得到在實(shí)驗(yàn)條件下的最優(yōu)解為切割粒徑為21μm，分級(jí)精度指數(shù)為0.6，牛頓分級(jí)效率為61％，細(xì)粉產(chǎn)率為57％。
　　 轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速過大或

3、過小都易在環(huán)形區(qū)產(chǎn)生湍流脈動(dòng)，使得流場不均勻。轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速過小，在轉(zhuǎn)籠葉片進(jìn)行面形成負(fù)壓區(qū)，產(chǎn)生正漩渦。轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速過大，在退行面形成負(fù)壓區(qū)，產(chǎn)生反漩渦。當(dāng)進(jìn)口風(fēng)速為8m·s-1，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速為600-800r·min1時(shí)，分級(jí)機(jī)的分級(jí)精度較高。通過該模擬方法，可以在不同進(jìn)口風(fēng)速條件下找到與之對(duì)應(yīng)的較佳轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速范圍。
　　 轉(zhuǎn)籠葉片數(shù)的改變會(huì)影響葉片通道內(nèi)流場的變動(dòng)，在轉(zhuǎn)籠半徑不變的情況下，固定進(jìn)口風(fēng)速、轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速，存在一個(gè)較佳的轉(zhuǎn)籠葉片個(gè)數(shù)

4、，使得流場穩(wěn)定。在一定操作條件下，當(dāng)采用彎曲轉(zhuǎn)籠葉片時(shí)，能有效地減弱了葉片間的反漩渦，使得流場更加均勻。
　　 物料喂入點(diǎn)的位置對(duì)顆粒在渦流空氣分級(jí)機(jī)中的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生影響，對(duì)顆粒是否能進(jìn)入轉(zhuǎn)籠葉片間或者進(jìn)入錐體落入粗粉中的影響不大。在相同位置喂入不同粒徑的顆粒，其運(yùn)動(dòng)軌跡不同。較小的細(xì)粉顆粒進(jìn)入轉(zhuǎn)籠葉片區(qū)，較大的粗粉顆粒在環(huán)形區(qū)旋轉(zhuǎn)，最終進(jìn)入錐體落入粗粉中。模擬得出:當(dāng)進(jìn)口風(fēng)速為8m·s-1，轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速在800r·min-1時(shí)，滑