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新型锤片式粉碎机物料分离特性的模拟与测试分析

曹丽英  
【摘要】: 锤片式饲料粉碎机由于对物料的适应性强、通用性好、工作可靠、结构简单、价格便宜、容易调整维修等优点得到广泛的应用,尤其在中小型饲料粉碎机中,锤片式粉碎机是应用最广泛的机型之一。传统锤片式饲料粉碎机存在的主要问题是由于存在物料环流层,导致粉碎机筛分效率差,能耗高,物料温升大、容易过粉碎。 论文针对课题组自行研制的新型锤片式饲料粉碎机(以下简称锤片式粉碎机)的筛分效率进行了研究。通过计算机仿真模拟和试验测试的方法,对新型粉碎机中的物料分离特性及其影响因素之间的关系进行了研究,为其改进设计和优化提供了理论依据。 (1)采用计算流体力学软件FLUENT6.3对锤片式粉碎机整机的气流流场进行了三维数值模拟,获得了气流流场的基本特征。通过与试验测试结果比较表明,利用FLUENT对锤片式粉碎机气流流场进行模拟分析的结果是合理的。研究发现,粉碎室内的负压对回料管内的压力影响很大。气流的组织状况不仅与分离装置的弯转半径有关而且与粉碎室和分离装置之间的过渡段的结构紧密相关。 (2)利用FLUENT6.3中的Mixture多相流模型对粉碎机分离装置中的气—固两相流进行了数值模拟。对物料在分离装置内的分布状况进行了试验研究,得到了不同参数条件下,物料的分布规律,试验结果与两相流的模拟结果很吻合,验证了两相流模拟的可行性。研究表明:回料管出口负压对物料的分离影响很大,当回料管中负压太大或者太小,都会造成物料沉积量的增加,分离效率下降。其它条件不变,小粒径的颗粒较大粒径的颗粒被输送的距离远,大粒径颗粒受重力影响较大,在弯管部分的沉降明显,且难以越过回料管进口区域,不利于物料的筛分。分离装置入口速度对物料的输送有很大影响,入口速度太大或太小都会降低物料的分离效率。物料的分离性能与分离装置中弯管段的弯曲半径有很大关系,适当减小外管壁的弯曲半径,增大直管段和弯管段过渡圆弧的半径,可以减小管壁对物料的阻碍作用,有利于物料分离性能的提高。 (3)采用正交试验方法,对粉碎机的性能进行了实验研究。结果表明,回料口负压大小、筛片安装方式和筛片规格对生产率和度电产量都有不同程度的影响。其中回料口负压对粉碎机物料分离性能的影响作用最大,筛孔直径影响次之,而筛片安装方式无显著影响。因此,研究回料管中负压特性是提高粉碎机物料分离性能的关键所在。


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