本文關(guān)鍵詞：水下切粒機(jī)切粒室流場(chǎng)模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：造粒設(shè)備在石油化工行業(yè)里是必不可少的加工設(shè)備,而水下切粒機(jī)是擠出造粒加工設(shè)備中的新型設(shè)備,具有生產(chǎn)效率高,顆粒產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。隨著石化加工行業(yè)的快速發(fā)展,水下切粒機(jī)也越來(lái)越大型化,以此來(lái)進(jìn)一步提高產(chǎn)量。而目前水下切粒機(jī)還存在理論研究不足、機(jī)理不清而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或操作參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)葐?wèn)題,導(dǎo)致運(yùn)行中出現(xiàn)了各種問(wèn)題而無(wú)法解決,甚至機(jī)組連鎖停車(chē),帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文開(kāi)展水下切粒機(jī)水室流動(dòng)特性、粒子運(yùn)動(dòng)軌跡以及切刀在水室中受力的研究,構(gòu)建了切粒水室的三維非等溫流場(chǎng)模型,對(duì)水下切粒機(jī)常見(jiàn)的切粒堆積、纏刀以及切刀磨損嚴(yán)重或斷裂等問(wèn)題的原因進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)探討。模擬軟件選用了FLUENT,湍流模型采用了Realizable k-ε模型,混合模型采用了DPM模型(離散相模型)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：(1)切粒水室入水口處會(huì)形成射流,為探究不同射流位置對(duì)流場(chǎng)和切粒軌跡的影響,設(shè)計(jì)了三種不同的入水口。通過(guò)數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)優(yōu)化徑向入口的設(shè)計(jì)能夠使切粒排出效率更高,也不容易發(fā)生粒子滯留。(2)對(duì)比切粒排出情況和流場(chǎng)的各種數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)切粒水室內(nèi)大漩渦不利于切粒的排出；外高內(nèi)低的切向速度,會(huì)使切粒水室外圍壓力高,內(nèi)部壓力小,導(dǎo)致切粒受到朝向切粒水室中心的壓力梯度力,也不利于切粒的排出；另外,高的湍流強(qiáng)度,有利于切粒的分散,對(duì)切粒的排出有利。因此,在做切粒水室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可以考慮如何防止大漩渦的出現(xiàn),并且通過(guò)湍流打亂外高內(nèi)低的切向速度分布。(3)通過(guò)對(duì)切粒水室出水口的流場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn)出水口角度的變化對(duì)切粒排出效率影響并不大。(4)采用未開(kāi)孔刀盤(pán)結(jié)構(gòu)的切粒水室流場(chǎng)模擬中發(fā)現(xiàn),刀盤(pán)和模板中間區(qū)域會(huì)形成低壓區(qū),部分切粒會(huì)在壓力梯度及渦流的作用下向這部分區(qū)域匯集,出現(xiàn)無(wú)法排出的情況。采用三種刀盤(pán)開(kāi)孔結(jié)構(gòu),水流可以直接通過(guò)刀盤(pán)上的開(kāi)孔沖入切粒水室低壓區(qū),在一定程度上打亂原本的渦流,利于水和粒子的輸送排出。(5)進(jìn)行了切刀在流場(chǎng)中受力情況的研究,得到了切刀切粒過(guò)程中受到流場(chǎng)作用的切向力和切粒產(chǎn)生的切向力,并計(jì)算了扭矩。(6)得到了轉(zhuǎn)速、切刀數(shù)量與軸向力的關(guān)系式。為進(jìn)刀壓力的修正提供了重要的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水下切粒 數(shù)值模擬 流場(chǎng)分析 軸向力 DPM
【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(lèi)號(hào)】：TE65;TQ051.93
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 符號(hào)說(shuō)明13-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 水下切粒技術(shù)概述14
• 1.2 水下切粒技術(shù)的發(fā)展14-19
• 1.2.1 聚合物造粒機(jī)的總體情況14-15
• 1.2.2 聚合物造粒機(jī)分類(lèi)15-19
• 1.3 水下切粒機(jī)的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 切粒水室的研究19
• 1.3.2 切刀的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.3 模板的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 本文研究的意義和目的21
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容和研究方案21-23
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.2 研究方案22-23
• 第二章 計(jì)算流體力學(xué)基本理論23-32
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)介23-24
• 2.2 計(jì)算流體力學(xué)控制方程24-25
• 2.2.1 連續(xù)性方程24
• 2.2.2 能量方程24-25
• 2.2.3 動(dòng)量守恒方程(N-S方程)25
• 2.3 計(jì)算流體力學(xué)湍流模型25-28
• 2.4 計(jì)算流體力學(xué)控制方程的離散28-31
• 2.5 小結(jié)31-32
• 第三章 切粒水室關(guān)鍵部位結(jié)構(gòu)特點(diǎn)32-43
• 3.1 切粒水室整體結(jié)構(gòu)介紹32-33
• 3.2 入水口結(jié)構(gòu)33-36
• 3.3 出水口結(jié)構(gòu)36-38
• 3.4 刀盤(pán)開(kāi)孔結(jié)構(gòu)38-42
• 3.5 小結(jié)42-43
• 第四章 切粒水室流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究43-69
• 4.1 建立模型43-47
• 4.1.1 原型介紹43-45
• 4.1.2 模型簡(jiǎn)化45-46
• 4.1.3 模型介紹46-47
• 4.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件47-49
• 4.2.1 網(wǎng)格化分47-48
• 4.2.2 邊界條件48-49
• 4.3 弗勞德相似準(zhǔn)則驗(yàn)證49-51
• 4.4 不同入水口結(jié)構(gòu)的研究51-56
• 4.4.1 入水口結(jié)構(gòu)對(duì)切粒排出的影響51-53
• 4.4.2 入水口結(jié)構(gòu)對(duì)流場(chǎng)的影響53-56
• 4.5 不同出水口結(jié)構(gòu)的研究56-61
• 4.5.1 出水口結(jié)構(gòu)對(duì)切粒水室流場(chǎng)的影響56-58
• 4.5.2 出水口結(jié)構(gòu)對(duì)切粒排出的影響58-60
• 4.5.3 出水口結(jié)構(gòu)對(duì)比分析60-61
• 4.6 刀盤(pán)開(kāi)孔流場(chǎng)分析61-65
• 4.7 切粒在流場(chǎng)中的溫度變化65-67
• 4.8 小結(jié)67-69
• 第五章 切刀在流場(chǎng)中的受力研究69-79
• 5.1 切向力分析69-73
• 5.1.1 水流作用產(chǎn)生的切向力及扭矩69-72
• 5.1.2 切粒過(guò)程產(chǎn)生的切向力及扭矩72-73
• 5.2 軸向力分析73-78
• 5.2.1 切刀上的軸向力分析73-75
• 5.2.2 刀盤(pán)上的軸向力分析75-77
• 5.2.3 刀盤(pán)開(kāi)孔受到的軸向力分析77-78
• 5.2.4 軸向力總結(jié)78
• 5.3 小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)79-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-87
• 附件87-88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：水下切粒機(jī)切粒室流場(chǎng)模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：454083