涡轮分级机作为一种特殊的流体分级机械,是“超微粉体材料”生产制造的主要工艺设备,在超微粉体加工和分级方面均有着极为重要的作用。为了改进涡轮分级机的功能作用,进行性能优化升级设计,必须首先对该设备的内部流场的分布情况进行研究。涡轮分级机的内部流动是“气一固”两相流动的形式,其内部流场相当复杂,采用实测手段在技术和实践上是有相当大的难度的,因此非常有必要探索采用流场数值模拟研究手段来对分级机内部流场进行模拟研究。
结合XK一200型涡轮式气流分级机的研究开发,我们致力于完成如下相关研究分析工作:
1.研究分析xK一200型涡轮式气流分级机的结构、工作原理及其工作特点。对分级机原初步设计方案模型的流道形状进行分析,发现原初步设计模型分级区内存在突变过流断面。
2.为了消除突变过流断面和优化流道,设计了两个流道修改方案,对包括原初步设计方案在内的三个分级机分级区流道分别建立几何模型,建立数值模拟前处理工作。
3.由于分级机是一种“气一固”两相流体运动的机械,运用两相流来计算整个分级机的内部流场相当困难。考虑到分级机的运行特点,其气相场已能反映出整个分级机内部流场的流动情况,对流动模型进行简化,采用气相单相流的流场计算分析分级机内部流场。
通过对数值模拟研究结果与合作单位的试验结果对比显示:分级机内部流场数值模拟可以辅助判断粗细颗粒的分散和分级过程等问题,是分级机设计成功的关键技术之一;内部流场数值模拟可为设计高精高效的高性能气流式涡轮分级机提供一定的理论依据。
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涡轮分级机的模拟研究问题分析