第11卷第5期 2011年10月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
超细分级机进料管内颗粒浓度分布特性的数值模拟
李双跃，
李良超，黄鹏
习雄，
(西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010)
Vol.11 No.5 Oet.2011
摘要：采用RNGk-e满流模型和随机轨道模型，对SCX超细分级机进料管内颗粒浓度分布进行了数值模拟，探讨了入口固体浓度、入口气速、粒径等的影响。结果表明，弯管出口附近颗粒浓度分布波动大，但在距弯管出口距离为 6倍管径处波动趋于稳定.整个竖直段任意横截面可分为高浓度和低浓度区域，且两区的无因次半径(r/R)有一定范围： X方向低浓度区为-1 浓度减小，靠近壁面的区域减小更为明显，而入口固体浓度的改变对无因次颗粒浓度分布影响较小，关键调：超细分级机：进料管：颗粒浓度分布：数值模拟：RNGk-e端流模型
中图分类号：TD454 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)05-072907
在对弯管的研究中，丁钰等[13]、杨湘隆等[14分析了
SCX超细分级机对中低硬度非金属物料的分选效果较好，产品中粒径小于15μm的在80%以上，小于 30μm的在90%以上，且平均粒径在10μm以下，因此有较大的应用前景"，进料管是SCX超细分级机的重要组成部分，其内部的颗粒浓度分布对后续的分级影响较大，文献[2]对进料管内的气固流场进行了数值模拟，分析了颗粒浓度的分布情况和流场特性，得出进料管对颗粒有较好的预分散效果，但只考患了结构参数的影响，并未考虑操作参数对颗粒浓度分布的影响.进料管内的浓度分布情况有待进一步研究
近年来，数值模拟方法在气固两相流研究中得到了广泛应用(3-5]，在分级机方面的研究中，黄亿辉等[]对 O-Sepa-N1000型选粉机内部三维流场进行了数值模拟，得到了气流在其内部的运动轨迹；杨庆良等[7]、Guo等18) 通过数值模拟和实验测量对涡流空气分级机的速度等流场特性进行了分析，并改进了转子结构：刘桂风等[9] 分析了涡流分级机蜗壳内增加水平隔板对流场的影响：黄强等叫采用长、短交错叶片代替传统转子的等长叶片，且应用效果较好：Feng等[I分析了操作参数对分级机内部流场和分级性能的影响：Xu等[12]对转子叶片间的速度和颗粒轨迹进行了模拟，以上研究为分级机结构的设计和参数的优化提供了参考，但主要是对流场中的压力场、速度场进行研究，对颗粒浓度场分析得较少，而进料管内的浓度分布对后续分级较重要，因此本工作
着重对进料管内的颗粒浓度分布特性进行分析收稿日期：20110830，修回日期：201110-12
基金项目：国家科技支准计划基金资助项月(编号：2011BAA04B04)
3种满流模型(标准k-&RNGk-&,Realizablek-ε满流模型)对弯管内流场分布的影响；江山等[15]、孙业志等[16] 通过模拟对圆形截面90°弯管内压力、三次流动和壁面压力系数进行了分析.以上研究结果均与实验吻合较好，表明RNGk-e端流模型能准确反映弯管内流动状态.
在以往研究的基础上，本工作采用RNGk-c满流模型和颗粒随机轨道模型对进料管内气固两相流进行数值分析，讨论入口固体浓度、入口气速和粒径等因素对颗粒浓度分布的影响，旨在探求进料管内颗粒浓度分布的基本特性
2数学模型
气固两相流研究中，根据对颗粒相处理的不同，可分为Euler方法和Lagrange方法[17Lagrange方法在处理颗粒相时可给出颗粒运动更为详细的信息，在研究稀相颗粒的瑞流运动中使用较多，本工作中，气相作为连续相介质，采用Yakhot等"提出的既适用于高雷诺数又适应于低雷诺数的RNGk-6清流模型，在欧拉坐标系下将气相流场先计算到收敛的结果，再在入口处加入颗粒，并采用基于Lagrange方法的随机轨道模型进行颗粒运动轨迹的跟踪，在拉格期日坐标下计算大量颗粒轨迹获得颗粒运动的统计规律，从而得出离散相的浓度分布。 2.1基本方程
进料管内压力低，气体可视为不可压缩粘性流体，其时均方程组如下：
连续性方程：
作者简介：刁维(1986-），男，四川省成都市人，硕士研究生，机城电子工程专业，E-mail：diaoxiong1986@163.com；李双跃，通讯联系人，Tel:0816-6089403,
E-mail: shuangyue-58@263.net.
万方数据