欢迎来到黎明重工科技有限公司,详情请致电: 400-655-9906     0371-67981522

相关知识

国内外对于立式磨机腔内粉体输运的研究

2020-02-26 10:40

立式磨磨腔内的粉体输运及分离技术决定了立式磨的生产效率,关系到整个粉体制造行业的发展壮大与兴衰。20世纪末,国内外专家学者运用快速发展的粉体输运分离理论,利用信息技术和大型计算机首先分别在旋风分离器和煤粉选粉机中进行粉体分离气固两相流研究并取得巨大成功。

国外技术发展,随着信息技术的发展和新理论的产生,1982年旋风分离器气相流场仿真研究先借助近似雷诺应力方程,提出了湍流模型,并依据多年研究分析总结于四年后发表了混合模型(MixtureModel)论述。1985年成功举行了好的届多相流国际会议,使理论的深入研究与工业生产的结合越来越广泛,从此以后工业分离器分离效率如何提高成为研究的重点。通过长时间的研究,采用Mothes-Loffler模型,发现了旋风分离器排气管下口的短路流和内部腔内的偏心流,极大地影响了机器的分离效率。

研究分析气固输运于1995年发表了描述固体颗粒被气体携带输送和流体状态下气固输运的流型图,推动了颗粒输运研究的发展。

2010年,采用标准k-ε湍流模型和DPM离散相模型对MPS煤磨进行了气固两相流耦合数值模拟研究。剖析了磨内混合气体流场的各种基本物理量,例如:流场内的气体速度、粒子轨迹、温度分布及各截面的物理量的云图、离散相的轨迹,揭示了煤磨腔内混合气流的运动规律,并为工艺参数的改进和腔内结构的优化提供客观理论依据。

国内方面,2006年,北京科技大学的研究人员利用CFD理论对立式行星磨磨腔内三维流场模型进行了数值仿真研究,揭示了磨料在腔内的运动规律,认为由于磨辊的运动造成了磨腔上下部的压力差,从而形成物料的对流,磨辊周围速度场分布不均匀,容易形成涡流场。

2011年济南大学利用Fluent模拟了立式磨磨腔内部喷口环不同进风角度下流场运动情况,认为在进风量不变情况下导风板处进风角度较小时磨腔内混合气流运动良好,提高了输送和选粉效率。

2011年武汉理工大学利用Fluent的DPM模型分析了立磨内部流场的动力学特性,通过数据后处理,结合生产条件和工艺参数对磨腔内的混合气流进行了速度、粒子轨迹和温度等要素的讨论和分析,总结了一定的规律,依据流体力学理论为立式磨腔的内部结构优化提供了可靠技术支撑。

2012年河北工业大学首先分析了立磨腔内气体相的流场规律,然后又分析了气固耦合两相流场的运动,得出立磨腔内混合流场的分布规律,并优化了气体入射角度。认为在磨辊周围形成了许多涡流场,涡流的存在阻碍了粉体的输运,但是有利于气体与固体颗粒之间的耦合,有利于物料的初级分离;气体入射角为30º比较有利于气固耦合和物料初级分离并且磨腔内压差合理。

2012年西南科技大采用CFD三维数值模拟技术对比分析多种转笼分别在不同进风量情况下的选粉机内部流场,认为转笼转动速度和其进风量是影响选粉机流场的关键因素,一定的转速要有合理的进风量,才能提高系统稳定性,提高选粉率。并对SMG5500型立式磨选粉机进行了定量分析:55r/min的转子转速时,5500m3/min的系统进风量为该立式磨工艺参数。进而设计了一种可以改变气流速度的导流圈,改善了选粉机分级室内的流场速度过低现象,并通过CFD数值模拟认为当导流圈α为60º时,绝大多数成品能够迅速进入分级室,室内压阻变小,成品在室内停留时间较短,分级效率迅速提高,选粉性能有效提升。

2012年有关人员研究了选粉机不同叶片结构对分级区速度场的影响,认为磨腔内速度梯度变化过大是引起选粉机工作效率与精度降低的关键因素,进而进行了选粉机转笼叶片的改造实验,认为:转笼的叶片为Z形结构时相对于直叶片结构,立式磨选粉机产量提高了15t/h,且0.08mm颗粒的筛余降低了10%。

2012年针对某型号立式磨选粉机,选用Fluent软件仿真模拟了分级环多种间距下的模型流场,观察比较剖析了速度场、压力场等云图在不同间距下流场的特征,发现过小的分级环间距,产品跑粗现象较突出;当分级环间距过大时,合格成品进入转笼不方便,这增大了选粉机的循环负荷,出现回粉、过粉现象;综合分析表明该型号立式磨选粉机分级环合理的间距为110mm左右,能够使该型号立磨选粉机的分级选粉性能达到理想状态。