KFF-400分级机的流场模拟与铁矿石粉体分级工艺优化

发布时间：2018-03-28 13:28

本文选题：涡流空气分级机　切入点：流场特性　出处：《长江大学》2017年硕士论文

【摘要】：近年来,超细粉体在很多行业都有广泛的应用。材料领域中磁性、隐形、高耐磨、超塑性、超硬抗冲击等新型复合材料中也都需要用到超细粉体。化工领域中,高效的推进剂制造以及涂料、染料、塑料等固体成分经过超细化之后能制造成高性能的新型产品。生物医疗领域,对药材等经过超细化处理之后能有效显著提升药材成分的溶解速度和吸收利用率,而且在一定的条件下经过处理可以把微米、亚微米级别的药粉制成药剂使用。石油领域中,在固井和完井工程中有很多材料需要用到超细粉体,关于铁矿石超细粉体可以提到一种生产设备就是涡轮式气流空气分级机。涡轮式气流分级机在当今粉体工艺中运用机械法制造超细粉体设备中属于比较先进的设备之一,本次研究对象kff-400涡轮式气流分级机分级的主要分级介质是气体,另外一种介质则是固体微颗粒。在kff-400涡轮式气流分级机中气体的运动特性决定着粉体颗粒群在涡流空气分级内部流场中的运动特性,颗粒的运动特性影响着涡流空气分级机内部流场关键相的运动情况,从而可以分析涡流空气分级机的分级性能,因而想要提高涡轮式空气分级机的分级性能,首先得从涡轮式空气分级机的内部流场着手,深入了解分级机内部流场气体相及颗粒相的运动特性。通过软件模拟分析和实际实验数据统计可以全面直观的了解涡轮式气流分级机的分级过程,Fluent软件的主要功能就是模拟涡轮式气流分级内部流场,通过流场模拟后的结果分析流场的各项稳定参数,如何改变涡轮式气流分级机的各项参数来提高对铁矿石粉体的分级精度以及提升分级机的分级性能。流场的模拟选择离散相模型,运用此模型对颗粒的运行轨迹进行模拟,通过对模拟结果的分析来研究如何提高粒径的分级精度。分级机流场分析的结果表明:在分级机的两个进风口处的进风速度保持不变时,内部转笼的转速达到一个特殊值时,整个分级机内部的流场会保持一个稳定的状态。当分级机内部转笼的转速值低于一个额定的临界转速时,在转笼叶片的推进面会出现一个漩涡影响分级,而且漩涡产生的方向与转笼叶片旋转的方向是相同的;若转笼在旋转的时候速度高于了临界转速,在叶片之间就会产生一种漩涡这种漩涡称之为惯性反漩涡,反旋涡的方向和转笼的转速方向是相反的,不论是产生漩涡还是反漩涡对铁矿石粉体在涡轮式分级机中分级都会有一定的影响,漩涡的强弱度会因为转速而进行改变,漩涡强度的改变在转笼的转速和临界转速越接近则漩涡的强度将会减弱。关于流场特性的研究因素之一就是进口风速,对进口风速这个因素设定一个特定的值,在这个特定的进口风速值条件之下,提高转笼的转速能够提高分级机内部气流的切向速度,从实验分析表明改进了进口风速这个条件,得出转笼转速的增加或者减少对分级机的分级有一定的影响。但是气流的切向速度的改变却无法导致叶片间的切向速度的改变,因为叶片间切向速度的增加是沿着径向这个方向进行增加,对于临界转速这个因素的作用,转笼的转速在临界转速上下间波动所造成的影响就是会引起分级机内部径向速度的波动。研究表明转笼的叶片数对分级机内部流场也会构成一定的影响,还有研究表明转笼的另外一个参数转速与分级机的进口风速之间的关系对分级机的流场同样是构成影响,而且当转笼转速和进口风速达到了一个额定的比值时,转笼叶片间径向速度能达到一个均匀分布的状态且径向速度趋于稳定。铁矿石粉体工艺的优化在于通过了分级机内部的流场模拟之后,就知道了如何高效的进行粉体分级,在提高了进口风速和转笼转速的情况下,铁矿石粉体的分级精度有了明显的提升,提高转速可以提高效率和精度,在铁矿石粉体分级的工艺中,考虑分级机的电机额定功率和能够提供的进口喂料速度,通过这些参数进行综合的对比分析,从而得出kff-400超细分级机的铁矿石粉体分级工艺的最佳优化参数。
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【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE25;TD454;TD951

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