選粉機(jī)顆粒軌跡的非穩(wěn)態(tài)模擬

童 聰，李雙躍，李 翔

（1西南科技大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010；2西南科技大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010）

選粉機(jī)是粉體制備系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，它能將粉體中合格的細(xì)粉分選出來(lái)作為成品，同時(shí)將不合格的粗粉返回粉磨裝置重新粉磨。對(duì)選粉機(jī)分級(jí)性能的研究是當(dāng)前國(guó)際上的一個(gè)研究熱點(diǎn)，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值[1]。

已報(bào)道的研究中，Roland等[2-3]運(yùn)用渦流分級(jí)理論研究設(shè)計(jì)了新轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)選粉機(jī)；Guo等[4]對(duì)選粉機(jī)流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，考察了轉(zhuǎn)子徑向及軸向速度分布；Finch[5]、Nageswararao 等[6]對(duì) Tromp曲線“魚(yú)鉤效應(yīng)”進(jìn)行了理論分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；劉家祥等[7]對(duì)分級(jí)轉(zhuǎn)子內(nèi)“慣性反旋渦”現(xiàn)象進(jìn)行了闡述，提出了改進(jìn)方案，并對(duì)分級(jí)功能區(qū)域、殼體內(nèi)湍流渦頻譜特性和流場(chǎng)特性進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。黎國(guó)華[8]、楊慶良[9]和黃強(qiáng)[10]等對(duì)選粉機(jī)氣相流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了選粉機(jī)流場(chǎng)特性；杜妍辰等[11]以單顆粒動(dòng)力學(xué)模型對(duì)分級(jí)室二維平面顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了模擬分析；Xu等[12]對(duì)轉(zhuǎn)子葉片間流場(chǎng)模型進(jìn)行了單粒徑顆粒束軌跡模擬。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，已有的模擬研究多針對(duì)速度場(chǎng)[8-10]、壓力分布[13-14]等間接因素來(lái)評(píng)價(jià)選粉機(jī)分級(jí)性能，對(duì)細(xì)粉顆粒質(zhì)量流率和粒徑分布等直接因素的考察分析較少；對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的分析多在穩(wěn)態(tài)下追蹤單顆粒或單粒徑顆粒束軌跡，計(jì)算結(jié)果以顆粒平均軌跡[15]來(lái)描述，在工程應(yīng)用中具有一定的局限性，因?yàn)檫x粉機(jī)內(nèi)存在數(shù)量大和粒徑分布廣的顆粒群，顆粒在外力（如重力、氣體曳力和離心力）作用下，可展現(xiàn)出顆粒對(duì)流運(yùn)動(dòng)和尺寸分離等許多復(fù)雜的個(gè)體行為和集體行為[16]，各顆粒存在相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)軌跡。……