螺旋气力吸取料分离过程物料流动特性的试验研究与数值仿真

发布时间：2020-06-02 22:24

【摘要】：取料过程是影响散货连续装卸过程的重要因素,取料装置性能的优劣将直接影响散货连续装卸能力与效率的高低。论文研究一种新型的螺旋气力吸取料机,该装置结合了垂直螺旋输送与负压气力输送技术,能够快捷、高效地完成从料堆取料及实现气固分离的动作,兼具负压气力输送自动取料、清偿量低和垂直螺旋生产率高的优点。 螺旋气力吸取料机结构由三个区段构成：倒锥体离心分离段、垂直螺旋提升段、稀相气密输送段。在负压作用下,物料从进料口被具有一定速度的空气流携带入倒锥体；由于空气流随着气流速度的减小而丧失携带物料的能力,物料颗粒与气流发生分离,同时,在螺旋叶片的作用下,贴紧管壁做螺旋上升；经过垂直螺旋提升的物料流从卸料口流出；含有极少量残余物料的稀相空气流沿螺旋中心孔向上方经风管排出,经除尘器进入风机。 通过本文的研究,取得了如下成果： 1.为论证螺旋气力吸取料机方案的可行性,建立了螺旋气力吸取料机的试验台,并进行了大量的实验研究；试验表明螺旋气力吸取料机是一种快捷高效的取料装置,能够实现散货物料的自行取料,以及气固二相流的高效分离。 2.建立了临界分离粒径的数学模型,分析了临界分离粒径与螺旋的结构尺寸、螺旋转速、气流速度和物料密度,颗粒粒径之间的关系,为螺旋气力取料装置的设计提供了理论依据； 3.建立了分离界面的数学模型,对气固二相流在螺旋槽中的运动规律进行分析,推算出物料的运动方程和气体速度方程； 4.确定了空气流临界速度的求值区域,使之既满足负压自行取料,又能保证物料从气固二相流的有效分离； 5.确定了物料从气固二相流中分离出来的终端速度,这个终端速度决定了它是被叶片捕集还是被气体带走。颗粒在离心力作用下克服阻力,被向外甩并以相对于气体的终端速度运动； 6.分析了螺旋气力吸取料机分离过程的各个变量,采用量纲分析法导出了试验模型的相似准则,为精确预测螺旋气力吸取料机的分离性能提供了依据。 螺旋气力吸取料机具有自行取料,高效率,低清仓量等多种取料优良特性。采用此种取料方式提取物料,可使气力输送分离问题、散货物料装卸设备自行取料问题以及清仓问题等一并得到解决,为散货物料装卸工艺的新方案设计提供了条件,这也将是散货连续卸船技术的一个发展方向。
【图文】：

鼓风机、消声器等排入大气中。物料+空气图1一1l一吸嘴4一除尘器吸送式气力输送机2一输料管3一分离器5一鼓风机6一消声器这种气力输送机的最大优点是供料简单方便，吸料点不会粉尘飞扬，能够从几堆或一堆物料中的数处同时吸取物料。但是其输送物料的距离和生产率是受到限制的。因为随着输送距离的增加，阻力也会加大，这就要求提高空气的真空度，而吸送系统的真空度不能超过0.5一0.6个大气压，否则，空气变得稀薄，携带物料的能力急剧下降，以至引起管道睹塞，影响输送机正常工作。此外，吸送式气力输送机要求管路系统严格密封，，避免漏气。为了保证鼓风机可靠工作及减少零部件磨损，进入鼓风机的空气必须严格除尘[2]。考虑到吸送式气力输送机的上述特点

螺旋气力取料装置试验初期模型
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH232

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本文编号：2693851