涡流空气分级机双层撒料盘的设计及试验研究

为提高涡流空气分级机内物料的分散性,在对单层撒料盘物料分散进行理论分析的基础上,提出一种新型的双层撒料盘。以建筑用砂为试验物料,设计了涡流空气分级机撒料盘物料分散模拟试验;以单位面积平均物料量作为衡量物料分散性的指标,对单、双层撒料盘分散物料的过程进行对比试验研究。试验结果表明:撒出物料的料带分布趋势与理论计算一致,双层撒料盘撒出的物料料带最远距离更大,料带覆盖网格数更多,故单位面积平均物料量更少,单位面积平均物料量最大相对减少量为29.2%,说明双层撒料盘可有效改善物料在分级机内的分散性。     

不同煤料对中部槽摩擦特性影响的实验研究

为了研究刮板输送机刮板与中部槽在不同煤料介质下的摩擦机理,选用褐煤、焦煤、无烟煤三种煤料作为三体磨料,研究了加入不同煤料介质时,刮板与中部槽的摩擦系数、磨损量和正压力的关系。探讨了不同煤料粒度对中部槽磨损量的影响。研究结果表明:加入无烟煤介质时材料磨损量最大,焦煤次之,褐煤最小。磨损量均是随着压力增大而增大;物料粒度越大磨损量越大,但粒度达到0.4 mm(40目)左右时,继续增大物料粒度对磨损量影响较小。     

O-sepa型涡流选粉机结构特点与改进设计

以典型的第三代选粉机O-sepa为例,介绍了涡流选粉机的基本原理、性能指标、结构特点、常见问题,着眼于撒料盘、导向叶片、笼形转子、壳体等部分,给出了设计方法和改进措施,同时引入了CFD数值模拟方法,对生产活动中涡流选粉机的设计和改进具有一定参考价值。     

电解铝阳极保温覆盖料震荡输送撒布机的设计与研究

介绍了一种电解铝阳极保温覆盖料震荡输送撒布机,覆盖料通过螺旋添加输送装置,可在直线复合运动中沿螺旋轴运动,料仓为斗式料仓,且设有下料缓冲板,有效分散螺旋输送装置垂直方向所受到的来自覆盖料的压力,并确定了进出料口尺寸、螺旋机壳内径、和传动功率。采用机电一体化设计思想,对电解铝阳极保温覆盖料震荡输送撒布机的整体造型和机械结构进行了设计,保证其输送质量。     

用混沌理论研究筛分过程中物料的运动规律

应用非线性数学工具对物料在强化筛中的复杂运动规律性进行了分析，推导出颗粒在强化筛中运动的递推公式．应用混沌分析方法对物料在强化筛中的运动规律进行了数值计算，并用其描述了颗粒的运动特性．结果认为，真实的料群与筛网碰撞和透筛是个十分复杂的过程，影响因素很多，用数学工具对料群碰撞、透筛过程进行精确描述目前尚有困难．     

含水量对散体流动性的影响

在大量试验研究和理论分析的基础上，阐明了改善散体流动性对散料处理工程的重要性；揭示了水份对散体流动性的影响规律及其对细粒物料摩擦力和粘结力的作用机理；得出了在散料处理工程中控制散体最优含水量有益于避免堵塞的重要结论。     

受限颗粒体对运动副摩擦力-速度关系的影响研究

在运动过程中受粉尘、碎屑等颗粒的影响，运动副动力学特性会产生复杂变化。针对此类问题，文章开展了弹簧-滑块-传送带摩擦实验，通过将二氧化硅、金刚石、氧化铁等受限颗粒体引入铝质滑块-橡胶传送带，探究摩擦力-速度关系、摩擦非线性-速度关系的变化。研究发现：不同载荷、颗粒材料、颗粒粒径对速度摩擦力-速度等关系会产生不同影响；随着载荷增加，滑块的摩擦力均值和标准差随之增大；加入二氧化硅颗粒后，摩擦力均值呈现减小趋势，摩擦力标准差呈现先减小后增大的趋势；加入金刚石、氧化铁颗粒后，摩擦力均值呈现增大趋势，摩擦力标准差呈现减小的趋势；随着粒径的增大，滑块受到的平均摩擦力及标准差呈现增大的趋势。该研究对含受限颗粒体的运动副的动力学特性有一定的指导意义。     

料丝自加压式挤出机加料段不溢料条件分析

借助未熔丝材的活塞作用,部分熔融沉积造型(FDM)技术靠料丝插入的驱动力将熔融材料挤出.在分析加料段中熔融物料流变特点的基础上,找出确保熔融物料不会从料丝插入口间隙处溢出的三个影响因素(P/z、表观粘度ηa和料丝半径r0),得出料丝插入速度VS应当大于临界速度VS0.     

基于三维离散元法的无钟高炉装料行为

利用三维离散元法建立了无钟高炉布料模型,分析了料罐、旋转溜槽中的颗粒流动行为以及颗粒离开溜槽后的下落轨迹和料堆形成,可视化再现了装料过程.结果发现:炉料在流动过程中始终存在粒度偏析,料罐排料流为漏斗流,小颗粒由于偏析而倾向于后期排出;溜槽倾角对颗粒流动行为和料堆形成影响较大;溜槽内颗粒流由于溜槽旋转而向侧上部偏离和翻动,小颗粒因靠近壁面而位于料流内侧,大颗粒因聚集在溜槽上部而处在料流外侧,炉料颗粒偏析、偏转翻动和速度分布影响下落轨迹;在炉料下落到料面的堆积过程中,大颗粒易于向炉喉中心和边缘偏析,小颗粒因位于料流内侧和渗透作用而分布在堆尖下方且偏向中心侧.结合激光网格炉内测量技术料流轨迹测量结果,验证了模型的适用性.     

COREX熔化气化炉物料运动的物理模拟

以COREX熔化气化炉实际尺寸和操作参数为基础,根据相似准则建立了COREX熔化气化炉模型,用以研究气化炉内物料运动过程。实验采用聚乙烯粒子作为模型的填充物料,并选用绿豆作为示踪颗粒,分析研究了气化炉内鼓风流量和排料速度对物料运动流型和运动轨迹的影响。结果表明:随着排料速度的增加,停留时间减小,死料柱顶点位置降低,物料下降运动变得不均匀;随着鼓风流量的增加,上部料层的下降更加均匀;非正常排料时,熔化气化炉内物料的运动将很不均匀,气化炉一侧物料的运动并不受另一侧物料的影响;位于死料柱正上方的颗粒下降速度最慢并向排料口弯曲;位于风口回旋区正上方的颗粒下降速度最快,鼓风导致风口回旋区上方的颗粒停留时间减小;靠近炉墙处的颗粒,其下降过程一直沿炉墙下降,直至靠近排料口时发生弯曲。     

Velocity Distribution of Slurry in Horizontal Pipe When Solid Particles Sliding

Based on the laws of momentum conservation and impulse in accelerating process, the distribution on speed of ununiform slurry flow in a horizontal pipe was studied. According to the momentum change of solid particles and conveying liquid of slurry flow during accelerating, and some effect factors, the relationship between the speed of solid particles and the speed of conveying liquid was obtained.When dealing with the friction between sliding solid particles and pipe, it is pivotal to reasonably distribute component of friction to each solid particle. The friction coefficient between solid particles was obtained by forces analysis and theoretic calculation, and can be used to calculate the friction force on every solid particle. The effect of friction on speed of ever), solid particle was investigated through the impulse law. The result is more accurate than that by using uniform friction on solid particles. It is completely new method to use above theory to get solid particles speed distribution, conveying liquid speed distribution and slurry speed distribution.     

涡流空气分级机“鱼钩效应”的实验研究

文中研究了涡流空气分级机分级过程中由于颗粒细化而导致在Tromp曲线上产生“鱼钩效应",导致分级效率降低。根据实验分析了在涡流空气分级机分级中,分级转笼转速、进口风速、给料固体浓度以及给料粒度对“鱼钩效应”的影响。对减弱粉体分级过程中的“鱼钩效应”、涡流空气分级机的操作,具有一定的指导意义。     

两段串联涡流空气分级机操作参数对其分级性能的影响

依据涡流空气分级机的分级理论，通过物料实验研究了两段串联涡流空气分级机系统喂料速度、两段转笼转速组合、两段进口风速组合等操作参数对其分级性能的影响。结果表明：分级精度和切割粒径随喂料速度的增大而降低；无论两段转笼转速差值保持恒定或增大，切割粒径和分级精度都随二段转笼转速的增大而减小；二段进口风速大于一段进口风速，存在“鱼钩”效应。     

涡流空气分级机分级功能区研究

从理论上分析了涡流空气分级机的分级过程,在此基础上把涡流空气分级机内部分为主要分散区、分散分离区、第二分离区、辅助分离区、阻力区五个功能区,讨论了各功能区在分级过程中的作用,用物料试验证明了作者的分区正确.在此基础上改进了主要分散区、分散分离区、第二分离区三个功能区,得到更好的分级效果;这将对理解和改进涡流空气分级机分级性能进而开发出性能更好的涡流空气分级机具有指导作用.     

边界摩擦对二维堆积颗粒体系几何结构的影响

颗粒体系在受挤压时的受力情况和滑移通道是一个极其复杂的问题。用实验的方法研究了二维晶格堆积的颗粒体系受挤压推进过程中的力学响应和结构变化情况,观察到颗粒体系在受挤压时将出现结构的坍塌和重组行为。依据实验结果,分析了边界上压力的分布、滑移通道和重组结构与边界摩擦因素和堆积角之间的关系;用静力学理论分别讨论了处于边界和中部颗粒不同的受力机制。研究表明光滑器壁较粗糙器壁容易成为颗粒滑移的通道,这种情况下颗粒体系形成的力链不稳定,容易导致结构坍塌;边壁的摩擦不会对器壁不同高度处应力的分布产生显著影响,力链的重组才是导致不同高度处应力重新分布的主要因素。     

回转窑内物料传输模型的研究

回转窑内物料平均停留时间（MRT）直接决定物料化学反应程度,它是回转窑设计的重要依据之一。在回转窑实验台上对5种不同的固体废弃物料和窑内风速、回转窑转速和回转窑倾角及物性参数改变的情况下进行了实验,获得了不同工况下物料MRT的变化规律：随着回转窑转速的提高、倾角增大和窑内风速增加,MRT减小;物料的物性参数中,休止角对MRT影响较大,休止角大的MRT小,而密度的变化影响相对较小。MRT对于以上各影响因素的敏感性差别也较大：回转窑转速对MRT影响是比较敏感的,特别是转速较小时;转窑倾角对MRT的敏感性则比较均匀;窑内风速在小回转窑转速、低窑内风速时对MRT的影响较为敏感。针对回转窑内物料传输影响因数众多、非线性机理强烈的特性,建立风速条件下物料传输模型（MMCAV）,并在回转窑转速倾角和一定风速条件下对模型进行了验证。在次高倾角（α=4.56°）时,MRT随窑内风速变化的情况,其中最大相对误差为7.1％。在低窑转速和高风速情况,总的平均相对误差为2.81％。用稻壳作为输运物料,把实验数据与Perry等模型对比发现：Perry模型在c=0m/s时,Saeman模型在c=0.41m/s附近时与实验值差异较小。风速的影响范围与回转窑倾角有较大关系,倾角α=3.04°时,风速c>0.41m/s必须考虑风速对物料输运的影响;而倾角α=4.56°时,c>0.25m/s就应考虑风速的影响。     

扰流锥对立式涡流空气分级机流场和颗粒分级性能的影响

立式涡流空气分级机淘洗区内部结构是影响其流场分布的重要因素之一,采用数值模拟方法对淘洗区内有、无扰流锥两种不同结构下的空气分级机流场分布及颗粒分级效果进行对比分析。数值模拟结果表明：扰流锥可以阻碍旋涡的形成,使得淘洗区筒体内气流绝对速度整体变小,高频脉动湍涡数量减少;扰流锥减小了环形区和转笼叶片间通道气流径向的速度波动,使得流场分布均匀,有利于提高分级精度。然而,扰流锥的存在使得气流上升过程中的能量消耗增大,导致气流速度降低。碳酸钙粉体分级实验和离散相模拟结果相吻合,物料分级实验结果表明,当进风口风速29 m/s、转速800 r/min时,扰流锥的存在可以使分级粒径减小13.2%,分级精度提高4.2%;然而扰流锥的存在会妨碍粉体在淘洗区筒体内充分分散,导致粗粉中残留较多细粉,旁路值增大1.4%,产生“鱼钩效应”。     

基于加州承载比试验的隧道弃渣颗粒接触力场形状影响因素分析

对级配碎石而言，不同的颗粒表面性质会影响颗粒接触力场形状、大小及梯度，进而改变试样所受约束力。分析CBR试验过程中试样侧板及底板的受力演变，探究试样颗粒细观参数对试样颗粒接触力场及试样约束力的影响。通过对比不同刚度比、摩擦系数与粘结强度（设定其比值为1下）对试样接触力场形状的影响，发现：以刚度比值6为界，随法向刚度的增大，颗粒接触力场长细比先增加后减小；随摩擦系数或粘结强度增大，接触力场长细比相应减小。考虑颗粒相对运动中粘结强度比中法向及切向参数作用不同，以粘结强度比4为界，随法向粘结强度增大，其接触力场长细比先增加后减小；随切向粘结强度增大，所得接触力场长细比变化趋势则为先减小后增加。可为研究隧道弃渣制成的级配碎石颗粒细观参数与其接触力场形状间关联性提供一定参考     

滚筒干燥器中杆状颗粒混合特性的三维数值模拟

为研究杆状颗粒在滚筒干燥器中的混合运动,建立了杆状颗粒运动特性的三维数值实验平台.采用离散元法直接跟踪滚筒中的每一个颗粒,对杆状颗粒在滚筒干燥器中碰撞、摩擦的混合运动过程进行数值模拟,并把杆状颗粒和球形颗粒在滚筒中的混合特性进行对比.结果表明:随着转速的增加,颗粒混合均匀的速度加快;滚筒内杆状颗粒和球形颗粒均在近壁区域混合程度好;杆状颗粒混合达到均匀的速度较球形颗粒快;杆状颗粒整体混合均匀程度优于球形颗粒.模拟结果还表明,杆状颗粒的混合特性与球状颗粒的混合特性存在很大区别,在以往数值模拟中将杆状颗粒假设成球形颗粒存在较大误差,对杆状颗粒所建立的模型能更好地符合杆状颗粒的运动规律.     

SCX400型超细选粉机研制

SCX400超细选粉机主要针对粒径在20μm以下的超细粉体的分级。文章论述了SCX400型超细选粉机粉体运动轨迹、分级原理以及转子转速与进口风量对分级精度的影响,研制了由传动系统、分级装置和进出料装置等组成的SCX400型超细选粉机,论述了由72片长方形转子叶片沿圆周均匀分布,形成细密"空气动力筛"的转子和转子与壳体间形成气动密封装置结构特征,并以粉煤灰为物料在该选粉机上进行模拟实验研究,获得各主要参数对选粉机的影响情况以及该选粉机的性能特点。