旋转阀气力输送特性数值仿真及结构改进

发布时间：2021-01-03 17:24

　　旋转阀气力输送是利用空气压差实现粉体物料连续输送的技术,以其具有密闭、清洁、设备简单、易于实现自动化等优点,被广泛应用于化工、建筑、橡胶、生物科技等领域。目前,我国对气力输送系统中供料器的设计研究成果相对较少,国内生产的旋转阀无法在保证输运能力的基础上有效的控制空气泄漏,许多企业对旋转阀的需求严重依赖进口,这一短板一直制约着我国粉体气力输送的发展。因此,本文利用数值仿真技术对旋转阀气力输送系统的输运性能进行研究,为后续旋转阀气力输送的研究提供仿真技术基础。首先,本文采用理论计算和计算流体力学（CFD）方法研究了五个不同参数下简单缝模型泄气量的变化规律。基于Fluent软件对送风工况下旋转阀气力输送系统的泄气量进行了数值仿真计算,研究了旋转阀空气泄漏规律和流场特性,并分析了进出口压差、叶顶间隙对旋转阀泄气量的影响规律。结果表明:旋转阀泄气量随进出口压差呈线性增长,随叶顶间隙尺寸呈非线性增长。利用试验测量不同压差下旋转阀的泄气量,试验结果验证了数值仿真结果的准确性。其次,利用计算流体力学-离散单元法（CFD-DEM）耦合方法,从气体输送颗粒角度模拟了旋转阀填充、落料与输送过程。在“洪水喂料... 

【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１简单缝模型结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｉｍｐｌｅ?ｇａｐ?ｍｏｄｅｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ??

?旋转阀气力输送特性数值仿真及结构改进???流体通过缝隙后，流通面积突然增大，气流通过缝隙加速后喷出，在缝隙尾部形成大涡，??这会使得出口某些区域形成负压区，导致缝隙出口处有回流现象发生。??Ｖｅｌｏｃｉｔｙ??Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ?１??■｜?６?４６９ｅ＾００２??？?４．６７０ｅ－００３??［ｍ?ｓａ－１］??图２．?２单缝隙模型的速度流线图??Ｆｉｇ．?２．２?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｓｉｎｇｌｅ?ｇａｐ?ｍｏｄｅｌ??图２．３分别为缝长度Ｌ为４５０ｍｍ，缝高度Ｔ为２ｍｍ，缝与壁面距离０．１ｍｍ，缝隙??数量为２、３，进出口压差０．３５ＭＰａ的缝模型的速度流线图。流体通过缝隙后，流通面??积突然增大，气流加速通过缝隙后在尾部腔体内形成旋涡，同时腔体内气流速度降低，??静压升高，形成第一道“狭缝节流”效应，如图（ａ）所示；第二个腔体内与第三个腔??体形成压差，使得流体通过第二道缝隙，但此时气流流速和流量相比于第一缝隙大大降??低，如图（ｂ）所示。气流通过多个缝隙原理与此相同，不再赘述。??Ｖｅｌｏｃｉｔｙ??Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ?１??＿?４．４１８ｅ＋００２??丨：：園Ｉ＇；??？?４．８３８ｅ－００２??［ｍ?ｓＡ－１］??（ａ）?Ｔｗｏ?ｇａｐ?ｔｈｒｏｔｔｌｅｓ??－１４－??

?大连海事大学专业学位硕士学位论文???Ｖｅｌｏｃｉｔｙ??Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ?２??ｈ?４．１９４ｅ＋００２??—麵＿＿圓??１．０４９ｅ＋００２?——＾???Ｉ??？?９?６２４ｅ－００４??［ｍ?ｓＡ－１］??（ｂ）?Ｔｈｒｅｅ?ｇａｐ?ｔｈｒｏｔｔｌｅｓ??图２．?３单缝隙模型的速度流线图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｆｌｏｗ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａ?ｓｉｎｇｌｅ?ｍｕｌｔｉｇａｐ?ｍｏｄｅｌ??图２．４为缝长度Ｌ为４５０ｍｍ、缝宽度Ｗ为２ｍｍ、缝与壁面距Ｓ〇．?ｌｍｍ、缝隙数量??为１、缝进出口压差对泄气量影响规律曲线。图中红色和蓝色曲线为理想流量，其中红??色为亚临界流动状态，蓝色为超临界流动状态。黑色线为ＣＦＤ数值仿真结果。理想流??量和ＣＦＤ仿真流量随压差变化规律相同，在亚临界状态下近似为二次曲线规律，超临??界状态下近似为线性规律。当进出口压差取０．３－０．４ＭＰａ时，缝隙数量为１，缝与壁面距??离为０．１ｍｍ，?ＣＦＤ仿真计算泄气量为８４？９８?ｍ３／ｈ范围变化。??１８０?：?？?ｗ?：?：?：??１６０－?－??１４０－??１００－??簡?８〇—?－??６０?－?＼??Ｉ??２Ｙ??〇Ｉ?ｃ?￡?：１??０?０．１?０．２?０．３?０．４??压差（ＭＰａ）??图２．?４泄气量随压差变化规律??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｅ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｌａｗ?ｏｆ?ｇａｓ?ｌｅａｋａｇｅ?ｗｉｔｈ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ??－１５－??

【参考文献】：
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本文编号：2955198