本文關(guān)鍵詞：渦流空氣分級(jí)機(jī)流場(chǎng)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(guò)對(duì)原料進(jìn)行分級(jí),獲得窄粒級(jí)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(lái),渦流空氣分級(jí)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠,操作參數(shù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)成為主流的動(dòng)態(tài)空氣分級(jí)機(jī)。隨著粉體需求不斷增加,粉體分級(jí)技術(shù)成顆粒超細(xì)化、窄粒級(jí)化趨勢(shì),這對(duì)分級(jí)機(jī)分級(jí)性能提出了更高的要求。本文通過(guò)理論分析與數(shù)值模擬對(duì)渦流空氣分級(jí)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行分析,優(yōu)化渦流空氣分級(jí)機(jī)核心部件,以改善分級(jí)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)分布特性,提高渦流空氣分級(jí)機(jī)分級(jí)性能,豐富渦流空氣分級(jí)機(jī)設(shè)計(jì)理論。主要內(nèi)容包括：分析FLUENT軟件在渦流空氣分級(jí)機(jī)流場(chǎng)及顆粒軌跡模擬中的應(yīng)用,結(jié)合渦流空氣分級(jí)機(jī)特點(diǎn)及計(jì)算模型屬性制定模擬方案。主要包括將渦流空氣分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為3個(gè)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(duì)轉(zhuǎn)籠所在區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格加密；對(duì)比分析后確定連續(xù)相流場(chǎng)計(jì)算模型為RNGk-ε模型,標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)進(jìn)行近壁處理；通過(guò)計(jì)算顆粒體積加載率和質(zhì)量加載率,確定顆粒軌跡計(jì)算方法為DPM離散相模型中的非耦合計(jì)算。對(duì)轉(zhuǎn)籠流道內(nèi)流場(chǎng)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(duì)速度分布公式,并得出葉片形狀與相對(duì)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(duì)速度角。據(jù)此設(shè)計(jì)了一種進(jìn)行面為凹面、入口葉片安裝角與入口相對(duì)速度角相等的徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠。最后通過(guò)數(shù)值模擬與物料實(shí)驗(yàn)對(duì)改進(jìn)效果進(jìn)行了驗(yàn)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(jí)粒徑減小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：設(shè)計(jì)工況下,徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)在不降低分級(jí)精度情況下,分級(jí)粒徑減小了11.5%。通過(guò)理論分析推導(dǎo)出計(jì)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(jì)方法。并且通過(guò)數(shù)值模擬和物料實(shí)驗(yàn)對(duì)該方法設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)籠改進(jìn)效果進(jìn)行了驗(yàn)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(wú)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(shí)驗(yàn)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(jí)粒徑時(shí),分級(jí)精度提高10.6%-40.8%,細(xì)粉產(chǎn)率提高12.5%-40.1%。對(duì)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(jì)了與氣流跡線重合的對(duì)數(shù)螺旋線型蝸殼。新設(shè)計(jì)的蝸殼對(duì)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(duì)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(shí),進(jìn)入粗粉或細(xì)粉的情況相同,分級(jí)粒徑分布均勻,有利于分級(jí)精度的提高。
【關(guān)鍵詞】：渦流空氣分級(jí)機(jī) FLUENT 流場(chǎng)特性 轉(zhuǎn)籠葉片 蝸殼 分級(jí)性能
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(hào)說(shuō)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(jí)技術(shù)16-17
• 1.1.3 動(dòng)態(tài)空氣分級(jí)機(jī)發(fā)展歷程17-20
• 1.2 渦流空氣分級(jí)機(jī)概況20-24
• 1.2.1 渦流空氣分級(jí)機(jī)分級(jí)原理及特性20-22
• 1.2.2 分級(jí)性能及其影響因素22-24
• 1.3 國(guó)內(nèi)外渦流空氣分級(jí)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?jī)?nèi)容27-28
• 第二章 FLUENT在渦流空氣分級(jí)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(jí)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(jí)機(jī)網(wǎng)格模型建立29-31
• 2.2.3 連續(xù)相流場(chǎng)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(jí)機(jī)徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計(jì)38-52
• 3.1 徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計(jì)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(duì)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(shí)驗(yàn)46-50
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及操作過(guò)程46-49
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)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(jí)機(jī)非徑向圓弧葉片轉(zhuǎn)籠設(shè)計(jì)52-64
• 4.1 非徑向圓弧轉(zhuǎn)籠葉片設(shè)計(jì)52-55
• 4.1.1 轉(zhuǎn)籠葉片入口安裝角計(jì)算52-54
• 4.1.2 轉(zhuǎn)籠葉片出口安裝角計(jì)算及葉型繪制54-55
• 4.2 模擬結(jié)果對(duì)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(shí)驗(yàn)59-62
• 4.4 本章小節(jié)62-64
• 第五章 渦流空氣分級(jí)機(jī)蝸殼設(shè)計(jì)64-74
• 5.1 蝸殼理論設(shè)計(jì)64-68
• 5.1.1 蝸殼型線公式推導(dǎo)64-66
• 5.1.2 蝸殼型線計(jì)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(jiǎn)介84-86
• 附件86-87

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：渦流空氣分級(jí)機(jī)流場(chǎng)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(hào)：272672