涡流空气分级机流场的数值模拟与测量研究

发布时间：2017-06-28 22:04

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【摘要】： 涡流空气分级机是粉体制备行业中非常重要的设备之一。它可以使粉体颗粒粒度分布满足产品的需要。随着材料科学飞速的发展,对粉体设备提出了更加严格的要求,比如小的粒径、窄的粒度分布等等。作为第三代动态分级机,涡流空气分级机具有分级精度高、分级性能好的特点,已经被广泛的应用于众多领域,如材料、化工、矿物加工、医药、食品等。涡流空气分级机内部流场复杂,流场的分布决定了颗粒运动的轨迹,所以要提高分级效率,首先应该认清分级机内部特别是转笼叶片间的流场特性。本文对涡流空气分级机内部流场进行模拟计算与测量研究。 应用Fluent软件对涡流空气分级机内部流场进行了模拟计算,同时采用激光多普勒测速仪(LDV)对转笼叶片间流场进行测量,流场的模拟结果与测量结果吻合。研究表明:当进口风速一定时,存在一个临界转速,使得转笼叶片间流场最为平稳。当转笼转速低于临界转速时,靠近推进面处会有一个漩涡,漩涡的方向与转笼方向一致;当转笼转速高于临界转速时,在叶片间出现惯性反漩涡,漩涡的方向与转笼方向相反。一定的进口风速下,叶片间漩涡的强度与转笼的转速相关,随着转速与临界转速的接近,漩涡的强度逐渐减弱。 改进了转笼的结构,通过改变叶片安装角度和叶片形状优化叶片间流场分布。与传统分级机相比,新结构转笼内部流场更加平稳,漩涡的趋势明显减小,特别是在转笼高速旋转时,结构改进的效果更加明显,并且新结构转笼有利于物料在分级前的分散,所以其分级性能优于传统转笼。
【关键词】：涡流空气分级机 流场模拟 流场测量 新结构转笼 分级性能
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ019
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题来源及名称11
• 1.1.1 课题来源11
• 1.1.2 课题的名称11
• 1.2 分级原理及分级机分类11-16
• 1.2.1 分级原理11
• 1.2.2 分级机的分类11-12
• 1.2.3 动态分级机的发展概述12-13
• 1.2.4 涡流空气分级机分级过程及原理13-16
• 1.3 涡流空气分级机存在问题及内部流场研究现状16-17
• 1.3.1 涡流空气分级机存在的主要问题16-17
• 1.3.2 涡流空气分级机内部流场的研究现状17
• 1.4 分级机内部流场模拟软件介绍17-20
• 1.4.1 FLUENT软件的简介17-18
• 1.4.2 FLUENT软件结构18-19
• 1.4.3 FLUENT软件的特点19-20
• 1.5 论文选题目的和意义20-21
• 第二章 涡流空气分级机内部流场的数值模拟与测量21-58
• 2.1 涡流空气分级机结构特点21-22
• 2.2 网格离散化处理工具及几何模型的建立22-25
• 2.2.1 网格离散化工具22-23
• 2.2.2 几何模型的建立23-25
• 2.3 GAMBIT中边界条件的设定25
• 2.4 FLUENT中边界条件的设定25-27
• 2.4.1 单项湍流流动的控制方程组25-26
• 2.4.2 粘性模型的选取26-27
• 2.5 涡流空气分级机内部流场的模拟结果及分析27-45
• 2.5.1 流场模拟结果及分析27-37
• 2.5.2 环形区流场模拟结果及分析37-42
• 2.5.3 叶片间区域流场的变化42-45
• 2.6 转笼内部流场测量45-57
• 2.6.1 流场的测量方法及特点45
• 2.6.2 激光多普勒测速仪的测试原理45-46
• 2.6.3 激光多普勒测速仪的测试方法46-47
• 2.6.4 实验系统组成及装置47-48
• 2.6.5 流场测量结果及讨论48-57
• 2.7 本章小结57-58
• 第三章 转笼结构改进及其性能研究58-73
• 3.1 惯性反旋涡59-60
• 3.2 新结构转笼1的模拟计算及分析60-65
• 3.2.1 新结构转笼1结构介绍60-61
• 3.2.2 新结构结构-1的模拟结果及分析61-65
• 3.3 新结构转笼-2的模拟计算及分析65-71
• 3.3.1 新结构转笼-2结构介绍65-67
• 3.3.2 新转笼结构-2的模拟结果及分析67-71
• 3.4 本章小结71-73
• 第四章 结论与展望73-75
• 4.1 结论73-74
• 4.2 展望74-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 研究成果及发表的学术论文80-81
• 发表及已接受的论文80
• 待发表论文80-81
• 作者简介81
• 导师简介81-82
• 北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书82-83

【引证文献】

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本文编号：495415