本文關(guān)鍵詞：渦流空氣分級機(jī)流場分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：粉體制備領(lǐng)域中,通過對原料進(jìn)行分級,獲得窄粒級的微細(xì)粉體,是機(jī)械法進(jìn)行粉體制備的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來,渦流空氣分級機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、可靠,操作參數(shù)可調(diào)等優(yōu)點成為主流的動態(tài)空氣分級機(jī)。隨著粉體需求不斷增加,粉體分級技術(shù)成顆粒超細(xì)化、窄粒級化趨勢,這對分級機(jī)分級性能提出了更高的要求。本文通過理論分析與數(shù)值模擬對渦流空氣分級機(jī)內(nèi)流場進(jìn)行分析,優(yōu)化渦流空氣分級機(jī)核心部件,以改善分級機(jī)內(nèi)流場分布特性,提高渦流空氣分級機(jī)分級性能,豐富渦流空氣分級機(jī)設(shè)計理論。主要內(nèi)容包括：分析FLUENT軟件在渦流空氣分級機(jī)流場及顆粒軌跡模擬中的應(yīng)用,結(jié)合渦流空氣分級機(jī)特點及計算模型屬性制定模擬方案。主要包括將渦流空氣分級機(jī)結(jié)構(gòu)簡化為3個區(qū)域,采用Hex/Wedge網(wǎng)格類型及Cooper劃分方法劃分網(wǎng)格,并對轉(zhuǎn)籠所在區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密；對比分析后確定連續(xù)相流場計算模型為RNGk-ε模型,標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)進(jìn)行近壁處理；通過計算顆粒體積加載率和質(zhì)量加載率,確定顆粒軌跡計算方法為DPM離散相模型中的非耦合計算。對轉(zhuǎn)籠流道內(nèi)流場特性及轉(zhuǎn)籠入口速度進(jìn)行分析,理論推導(dǎo)了轉(zhuǎn)籠流道內(nèi)相對速度分布公式,并得出葉片形狀與相對速度梯度的關(guān)系;結(jié)合模擬結(jié)果與入口速度三角形得出氣流在轉(zhuǎn)籠入口相對速度角。據(jù)此設(shè)計了一種進(jìn)行面為凹面、入口葉片安裝角與入口相對速度角相等的徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠。最后通過數(shù)值模擬與物料實驗對改進(jìn)效果進(jìn)行了驗證。模擬結(jié)果表明：改進(jìn)后的徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠流道內(nèi)速度梯度明顯減小,氣流反旋消失；轉(zhuǎn)籠入口氣流及顆粒與葉片的沖擊減小,分級粒徑減小。實驗結(jié)果表明：設(shè)計工況下,徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)在不降低分級精度情況下,分級粒徑減小了11.5%。通過理論分析推導(dǎo)出計算轉(zhuǎn)籠入口、出口安裝角的方法,結(jié)合葉片彎曲方向確定了一種非徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計方法。并且通過數(shù)值模擬和物料實驗對該方法設(shè)計的轉(zhuǎn)籠改進(jìn)效果進(jìn)行了驗證。模擬結(jié)果表明：與傳統(tǒng)直葉片轉(zhuǎn)籠相比,非徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠葉片間速度分布均勻,無氣流反旋；氣流流線與葉片型線基本重合,轉(zhuǎn)籠入口氣流及顆粒與葉片沖擊減小。物料實驗表明：不同工況下非徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠較直葉片轉(zhuǎn)籠,在獲得相同分級粒徑時,分級精度提高10.6%-40.8%,細(xì)粉產(chǎn)率提高12.5%-40.1%。對蝸殼內(nèi)流體進(jìn)行分析,推導(dǎo)出蝸殼內(nèi)氣流跡線公式,據(jù)此設(shè)計了與氣流跡線重合的對數(shù)螺旋線型蝸殼。新設(shè)計的蝸殼對氣流有良好的導(dǎo)流效果,氣流由導(dǎo)風(fēng)葉片入口圓周均勻流入,殼體內(nèi)同一圓周不同位置處速度相近,尤其環(huán)形區(qū)徑向速度和切向速度分布更加均勻。離散結(jié)果表明,對數(shù)螺旋線型蝸殼結(jié)構(gòu)下,同一粒徑的顆粒從環(huán)形區(qū)同一圓周不同位置處釋放時,進(jìn)入粗粉或細(xì)粉的情況相同,分級粒徑分布均勻,有利于分級精度的提高。
【關(guān)鍵詞】：渦流空氣分級機(jī) FLUENT 流場特性 轉(zhuǎn)籠葉片 蝸殼 分級性能
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.3;TH122
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• abstract6-15
• 符號說明15-16
• 第一章 緒論16-28
• 1.1 研究背景16-20
• 1.1.1 粉體概述及其應(yīng)用16
• 1.1.2 分級技術(shù)16-17
• 1.1.3 動態(tài)空氣分級機(jī)發(fā)展歷程17-20
• 1.2 渦流空氣分級機(jī)概況20-24
• 1.2.1 渦流空氣分級機(jī)分級原理及特性20-22
• 1.2.2 分級性能及其影響因素22-24
• 1.3 國內(nèi)外渦流空氣分級機(jī)研究現(xiàn)狀24-26
• 1.4 研究目的及內(nèi)容26-28
• 1.4.1 研究目的和意義26-27
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容27-28
• 第二章 FLUENT在渦流空氣分級機(jī)中的應(yīng)用28-38
• 2.1 FLUENT軟件概述28
• 2.2 FLUENT軟件在渦流空氣分級機(jī)模擬中的應(yīng)用28-36
• 2.2.1 模擬技術(shù)路線28-29
• 2.2.2 渦流空氣分級機(jī)網(wǎng)格模型建立29-31
• 2.2.3 連續(xù)相流場求解31-34
• 2.2.4 邊界條件及求解參數(shù)的設(shè)定34-35
• 2.2.5 離散相模擬設(shè)置35-36
• 2.3 本章小節(jié)36-38
• 第三章 渦流空氣分級機(jī)徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計38-52
• 3.1 徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計38-42
• 3.1.1 轉(zhuǎn)籠內(nèi)流體微團(tuán)力學(xué)分析及葉片彎向的確定38-39
• 3.1.2 轉(zhuǎn)籠入口速度分析及安裝角確定39-41
• 3.1.3 徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)41-42
• 3.2 模擬結(jié)果對比與分析42-46
• 3.2.1 連續(xù)相模擬結(jié)果42-44
• 3.2.2 離散相模擬結(jié)果44-46
• 3.3 物料實驗46-50
• 3.3.1 實驗系統(tǒng)及操作過程46-49
• 3.3.2 實驗結(jié)果分析49-50
• 3.4 本章小節(jié)50-52
• 第四章 渦流空氣分級機(jī)非徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計52-64
• 4.1 非徑向圓弧轉(zhuǎn)籠葉片設(shè)計52-55
• 4.1.1 轉(zhuǎn)籠葉片入口安裝角計算52-54
• 4.1.2 轉(zhuǎn)籠葉片出口安裝角計算及葉型繪制54-55
• 4.2 模擬結(jié)果對比與分析55-59
• 4.2.1 連續(xù)相模擬結(jié)果55-58
• 4.2.2 離散相模擬結(jié)果58-59
• 4.3 物料實驗59-62
• 4.4 本章小節(jié)62-64
• 第五章 渦流空氣分級機(jī)蝸殼設(shè)計64-74
• 5.1 蝸殼理論設(shè)計64-68
• 5.1.1 蝸殼型線公式推導(dǎo)64-66
• 5.1.2 蝸殼型線計算66-68
• 5.2 蝸殼改進(jìn)數(shù)值模擬68-73
• 5.2.1 連續(xù)相模擬分析68-72
• 5.2.2 離散相模擬結(jié)果72-73
• 5.3 本章小節(jié)73-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-84
• 作者和導(dǎo)師簡介84-86
• 附件86-87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉蓉蓉;劉家祥;于源;;渦流空氣分級機(jī)進(jìn)口風(fēng)速和轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速匹配研究[J];化學(xué)工程;2015年03期

2 馮文超;張雯雯;冀雅文;朱紅琴;劉旭強(qiáng);蔣麗紅;;超細(xì)粉體表征方法及應(yīng)用進(jìn)展[J];化學(xué)工程師;2014年03期

3 唐照付;聶波;張俊林;滿建楠;;旋渦風(fēng)機(jī)葉片側(cè)邊型線的研究[J];流體機(jī)械;2013年04期

4 岳大鑫;綦海軍;童聰;李雙躍;;立磨選粉機(jī)操作參數(shù)對分級區(qū)壓力分布數(shù)值模擬分析[J];機(jī)械設(shè)計與制造;2013年01期

5 刁雄;李雙躍;黃鵬;;進(jìn)料方式對超細(xì)分級機(jī)分級性能的影響[J];化工學(xué)報;2012年12期

6 孫樹峰;王文博;呂嫣;;渦流空氣分級機(jī)轉(zhuǎn)速特性研究[J];中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊;2012年04期

7 李艷;趙忖;盧傅安;任剛;;變螺旋角方法離心風(fēng)機(jī)蝸殼型線數(shù)值優(yōu)化[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2012年04期

8 綦海軍;李雙躍;李翔;李庭婷;任朝富;;立磨選粉機(jī)操作參數(shù)對分級流場影響的數(shù)值模擬[J];中國粉體技術(shù);2012年02期

9 高利蘋;于源;劉家祥;;渦流空氣分級機(jī)轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速對其分級精度的影響[J];化工學(xué)報;2012年04期

10 童聰;李雙躍;綦海軍;任朝富;;立磨選粉機(jī)葉片結(jié)構(gòu)對分級區(qū)速度場影響分析[J];化工進(jìn)展;2012年04期

  本文關(guān)鍵詞：渦流空氣分級機(jī)流場分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：272672