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卧螺离心机在粉煤灰脱水分离中的性能研究

穆浩  
【摘要】:卧螺离心机作为一种新型高效的脱水分离设备,具有分离性能好、成品含水量低、连续运行、处理能力强等优点而被广泛应用于许多行业。在综合利用粉煤灰之前,需要进行脱水处理,在众多脱水设备中,卧螺离心机相对来说是最为合适的一种。但粉煤灰有着粒径分布宽、粒径小、处理量大等特点,到目前为止,还没有专门用于粉煤灰脱水分离的设备,使用现有的卧螺离心机脱水分离出粉煤灰时,成品的含水量偏高,处理能力还不够大,以及容易出现堵塞故障等问题。为了研制出新型适合于粉煤灰分离的专用设备,或为用户选用卧螺离心机时提供必要的理论依据,有必要详细研究并掌握卧螺离心机在分离粉煤灰的过程中的流场特点、分离规律等。为此本文做了如下几个方面的研究工作: 本文介绍了卧螺离心机的组成、结构特点、工作原理和分离物料的特性,同时还介绍了粉煤灰的物理特性。 研究卧螺离心机转鼓内液体的流动特性,对卧螺离心机的液池在有无螺旋叶片影响的两种情况下进行理论分析、建立力学模型,同时分别按照层流理论推导出液流的运动方程。 通过对多种湍流模型进行分析和对比后,选用的湍流模型是RNGk—ε模型,运用ICEM软件对卧螺离心机进行网格划分和边界条件设定,并导入Fluent软件中进行数值仿真。 在有无螺旋叶片影响的两种情况下,分别对液池在多种工作参数下流场的分布规律和特点进行了深入的研究与分析,对液池的静压、动压、轴向速度、切向速度和径向速度的分布规律分别进行了详细的分析和对比,并采用离散相模型对粉煤灰固体颗粒的运动进行了仿真,得到了不同粒径的分离过程、分离时间、分离效率等。结果表明,在无螺旋叶片影响时,轴向速度分布比较复杂,在进料口附近发生了局部回流,综合切向速度比较小;而在有螺旋叶片影响时,轴向速度却比较均匀,综合切向速度高,有利于提高固液分离,同时还发现了通过增大分离因数来提高细小颗粒的分离效率的效果并不佳。


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