渦輪式超細(xì)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(shè)備中非常重要的類型之一.渦輪式氣流分級機內(nèi)腔流場是超細(xì)粉體同空氣的混合兩相流,其運動情況相當(dāng)復(fù)雜.然而,流場是否穩(wěn)定,是否有利于粗細(xì)粒子的有效分散等等問題是決定超細(xì)分級設(shè)備設(shè)計成敗的關(guān)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(shè)計合理的分級腔結(jié)構(gòu),調(diào)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(yīng)用流體力學(xué)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(nèi)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(jìn)行數(shù)值模擬.數(shù)值模擬結(jié)果表明,(1)在渦輪達(dá)到工作轉(zhuǎn)速時,在分級區(qū)域形成了一個與渦輪旋轉(zhuǎn)方向相反的局部回流渦,它使得分離出來的細(xì)粒重又被帶回分級輪外邊緣,從而嚴(yán)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(zhuǎn)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(fēng)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(nèi)腔流場的穩(wěn)定性,風(fēng)量越大,流場越穩(wěn)定;(4)同直葉片形狀相比較,帶后彎導(dǎo)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(zhuǎn)速較高時十分復(fù)雜,有的出現(xiàn)了反復(fù)的彈跳現(xiàn)象,大顆粒不能通過分級區(qū)域而從進(jìn)口返流了,只有細(xì)小的顆粒才從出口處流出;(6)渦輪轉(zhuǎn)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.