選粉機顆粒軌跡的非穩(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 621010；2西南科技大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，四川 綿陽 621010）

選粉機是粉體制備系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，它能將粉體中合格的細(xì)粉分選出來作為成品，同時將不合格的粗粉返回粉磨裝置重新粉磨。對選粉機分級性能的研究是當(dāng)前國際上的一個研究熱點，具有重要的工程應(yīng)用價值[1]。

已報道的研究中，Roland等[2-3]運用渦流分級理論研究設(shè)計了新轉(zhuǎn)籠結(jié)構(gòu)選粉機；Guo等[4]對選粉機流場進行了測量，考察了轉(zhuǎn)子徑向及軸向速度分布；Finch[5]、Nageswararao 等[6]對 Tromp曲線“魚鉤效應(yīng)”進行了理論分析及實驗驗證；劉家祥等[7]對分級轉(zhuǎn)子內(nèi)“慣性反旋渦”現(xiàn)象進行了闡述，提出了改進方案，并對分級功能區(qū)域、殼體內(nèi)湍流渦頻譜特性和流場特性進行了理論分析和實驗研究。黎國華[8]、楊慶良[9]和黃強[10]等對選粉機氣相流場進行了數(shù)值模擬，研究了選粉機流場特性；杜妍辰等[11]以單顆粒動力學(xué)模型對分級室二維平面顆粒運動軌跡進行了模擬分析；Xu等[12]對轉(zhuǎn)子葉片間流場模型進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速度場[8-10]、壓力分布[13-14]等間接因素來評價選粉機分級性能，對細(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；對顆粒運動的分析多在穩(wěn)態(tài)下追蹤單顆粒或單粒徑顆粒束軌跡，計算結(jié)果以顆粒平均軌跡[15]來描述，在工程應(yīng)用中具有一定的局限性，因為選粉機內(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)出顆粒對流運動和尺寸分離等許多復(fù)雜的個體行為和集體行為[16]，各顆粒存在相對獨立的運動軌跡。……