一种气流分级机端面密封特性研究

涡轮气流分级机是应用十分广泛的超细分级设备,但是仍存在分级机端面跑粗现象。本文通过实验探究分级机端面间隙对不同物料分级效果的影响,并在传统迷宫密封的基础上设计一种气密封装置,探究不同气封压力对不同物料分级效果的影响,并以相对分级精度为评价指标。利用Ansys Workbench 15.0软件,对气流密封的流体区域进行了数值模拟,得出了压力场和速度场的分布情况。模拟及实验结果表明:相对分级精度随着分级机端面间隙的增大而减少,当间隙保持在3mm左右时,相对分级精度较高且分级机亦可正常运转;在分级机端面间隙为3mm以下时,增加气流密封,相对分级精度随气封压力的增加先增大后减小,当气密封压力为0.15MPa时,粉煤灰和矿渣的相对分级精度最高;气流密封的失效压力为0.05MPa;在相同间隙的情况下,增加气密封,粉煤灰和矿渣的相对分级精度分别从0.202、0.187增加到0.458、0.408,分级机性能得到提高,分级效果更为良好。     

膨化黑米粉的粉碎分级实验

在生产膨化谷物粉的过程中,往往会采用振动筛分机对粉碎后的膨化谷物粉进行筛分来得到需求粒度的粉体,过程较为复杂。本实验采用气流分级机对粉碎后的膨化黑米粉进行分级去除20目以下粗的粉体。考察了在改变分级机转速、二次风风量和气固浓度时,对膨化黑米粉分离20目以下粗粉体效果的变化规律,并进一步得出所有参数的最优值。实验过程中出现分级机在分级膨化黑米粉的同时兼具粉碎效果,并对分级机对物料的粉碎机制进行探讨。实验结果表明：分级机转速、气固浓度、二次风风量的改变都会对膨化黑米粉的分级效果产生显著影响,当分级机转速为90r/min、二次风风量为175.60m³/h、气固浓度为0.12kg/kg时,分级效果较好;并验证了分级机中的分散锥和分级轮对膨化黑米粉的二次粉碎作用。在此基础上,提出了一个工业生产线,运用分级机与前端的粉碎设备进行联合,提供一种高效的一体控制膨化谷物类食品粒度的生产方法。     

竖直涡旋向对卧轮式分级机流场及性能影响

采用数值模拟方法对卧轮式分级机内气相流动特性进行了研究,重点考察了竖直涡旋向对分级机内全流场的影响。模拟结果表明,分级机锥体段以旋转上升的竖直涡为主流型,竖直涡旋向对分级室内流型有重要影响。根据右手定则,竖直涡旋向与转笼旋向满足象限Ⅰ和Ⅲ时,分级室内形成两股旋向相反的水平涡,局部出现二次涡流,转笼外缘气流切向速度接近为0;竖直涡旋向与转笼旋向满足象限Ⅱ或Ⅳ时,分级室内流场分布一致性较好,转笼外缘及叶片间速度分布比较均匀且波动较小。以流化催化裂化(FCC)催化剂为分级物料,处于象限Ⅳ的分级机其分级粒径平均减少5.3?m,分级精度平均提高7.5%;以粉煤灰为物料,分级粒径平均减少2.2?m,分级精度平均提高8.4%,粉料分级试验结果与数值模拟结果吻合。研究结果对卧轮式分级机的结构设计有一定指导作用。     

气流预分散对涡流空气分级机分级性能的影响

在物料进入涡流空气分级机前采用了气流预分散装置,使物料悬浮分散并输送到分级机中。以滑石粉和石灰石粉料为原料进行分级实验,研究不同条件下气流预分散对分级性能的影响。采用激光多普勒测速仪对分级机内环形区流场进行速度测定,分析预分散气流对流场的影响。结果表明,当预分散气速大于1.1 m/s时,细粉产率、牛顿分级效率和切割粒径随预分散气速的增大而增加;在不同的系统进口风速条件下,物料预分散后,细粉产率、牛顿分级效率增加;平均粒径小的石灰石粉料其中含有的超细颗粒(<4μm)不易实现气流预分散,预分散气流可以明显地减小对分级不利的轴向速度。     

涡流空气分级机转笼结构对其分级性能的影响

摘要：研究了涡流空气分级机底盘开口与封闭两种型式的转笼对分级指标的影响。重质CaCO₃物料试验表明：采用底盘开口转笼时，切割粒径小，分级精度低；随着分级转速增加，切割粒径对风速的敏感性下降。另外，用激光多普勒测速计测量了上述两种转笼结构的分级机环形区的流场特性，结果表明：转笼底盘开口，环形区气流出现旁路，进入转笼径向风速减小，造成分级物料切割粒径减小；底盘封闭的分级机环形区内靠近转笼处，切向风速突变增大，特别是轴向上湍流度的增大，有利于团聚物料的分散和分级精度的提高。     

涡流分级机的分级轮研究

在分级系统中,分级轮对于物料的分散、分级起着非常重要的作用。通过分析气体在分级轮中所受的作用力,推导出分级粒径公式,并得出分级轮的风量、转速与分级粒度及分级精度的关系。     

SLK分级机两种进风口的数值模拟与实验

在Fluent软件中选用标准的k-ε模型对分级机送料筒内气流分布进行模拟,得到两种不同进风口时的气流分布情况。分级机采用对侧进风口时,送料筒内气流运动属于对冲、挤压、压扁与转向的过程,气流分布不均。分级机采用环面进风口时,送料筒内气流运动是一个汇集、分散、转向的过程,气流分布相对均匀,有利于提高分级精度。实验研究中,保持喂料速度、系统风量、分级机转速一定的条件下,通过改变进风口面积,分别测试了两种风口在不同进口风速时的切割粒径、分级精度的变化。实验结果表明,随着风口面积的减小,进口风速增大,两种风口的分级机的分级粒径基本不变,分级精度先增大后减小。通过分级精度的对比,说明环面进风对于颗粒的分散性能较对侧面进风更为优越。     

悬浮筛式分级机的研制

本文论述了旋浮筛式微粉分级机的结构及工作原理。该机是在射流分级机和旋风式分级机研究的基础上,于分级腔内置一锥形筛,以形成二次回旋气流,使粉料充分分散,从而达到提高分级效率、分级精度之目的。     

导风叶片对涡流空气分级机内流场的影响

利用ANSYS-Fluent 17.0软件对有、无导风叶片两种结构的涡流空气分级机内流场进行数值模拟和对比分析,研究了导风叶片对涡流空气分级机内流场的影响。数值模拟结果表明：导风叶片降低了转笼外缘处气流切向速度,从而影响转笼通道内旋涡的分布情况,使有、无导风叶片两种结构的稳定工况不同;导风叶片减小了转笼外缘处气流径向速度的波动和湍流耗散率,此处流场分布相对均匀,有利于提高分级精度;此外,导风叶片在导流过程中,改变了环形区速度场的分布,气流切向速度减小,径向速度增大,径向速度的增大使其分级粒径增大。碳酸钙物料分级实验结果表明：具有导风叶片结构的涡流空气分级机分级粒径较大,分级精度较高;导风叶片处较大的湍流耗散率有助于粉体分散,明显减弱“鱼钩效应”现象。     

SLK空气分级机悬浮式气流散料装置设计

为提高SLK空气分级机分级效率和分级精度,减少成品粒径波动,在分级室下端设计悬浮式气流散料装置进行物料的预分散和预分选,使物料在气流中均匀分散,保证分级室流场稳定,同时进行物料的粗分选可增加喂料量,而且可减少大颗粒进入分级室对叶片造成磨损。文中介绍了该装置的结构和工作原理,并依据气固二相流基本理论以及CFD数值模拟技术对相关的设计参数进行论述。该悬浮式气流散料装置已成功应用于SLK系列空气分级机,进行锂矿渣、粉煤灰等粉体的分选,并取得良好效果。     

进气方式和气速对卧轮式分级机性能的影响

传统卧轮式分级机内流场分布比较混乱，分级精度普遍不高。本文基于对分级机内气流运动规律的分析，将传统切向进风方式调整为径向进风，分别设计了百叶窗型和多孔型风筛，试验对比了传统切流风筛和上述两种径向进风方式对分级效果的影响。结果表明，径向进风方式对分级流场形成和细颗粒淘洗更有利，不仅可以提高分级机的粗粉产率，同时还可降低粗组分中的细粉夹带量，提高粗、细颗粒分离的程度，改善颗粒分级效果；百叶窗型风筛分级机的分级效果最优，气流经百叶窗风筛可对粗组分进行多层、充分扬析，减少细颗粒误入粗产品的概率，牛顿分级效率较传统切流风筛分级机平均提高约6%；此外，入口气速也对分级精度有较大的影响，但对分级粒径的影响不明显，存在临界入口气速使得综合分级效果最好。为提升涡轮分级机的颗粒分级性能提供了新思路。     

熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布与水泥性能的灰色关联分析

将不同比表面积的熟料和粉煤灰分别混合制得不同比表面积的粉煤灰水泥,分别测定粉煤灰水泥胶砂强度和熟料、粉煤灰的颗粒尺寸分布.运用灰色系统原理分别就熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布对水泥强度的影响进行数学分析.研究表明:熟料颗粒粒径在0～30 μm为正关联,>30 μm为负关联,其中10～20 μm颗粒对水泥强度的影响最大;粉煤灰颗粒粒径在0～40 μm为正关联,且其活性较高,>40 μm颗粒为负关联,其活性没有得到充分发挥.     

大差异颗粒分级再生设备的性能研究

通过改变表观气速U、颗粒循环速率W、粉尘/捕集颗粒比R等操作参数,考察了大差异颗粒空气分级设备在设置内构件前后的压降和分级效率的变化。结果表明,自由床时,压降随表观气速的增大而增大,分离效率在U=0.27 m/s时达到最大值87%。捕集颗粒循环量对压降的影响较小,分级效率随W的增大而持续下降。粉尘/捕集颗粒比较低时,压降无变化,但增大至超过约翰逊网的阻塞限度后,操作压降呈指数型增长,分级效率迅速下降。设置内构件后,由于其起到了整流和分布作用,设备压降和分级效率的变化不如自由床时敏感,拓宽了可操作的粉尘/捕集颗粒比范围,但缩小了可操作的表观气速范围。将设备实际压降划分为约翰逊网压降、颗粒摩擦压降、气体出口压降三个部分,基于实验结果,给出了计算压降的模型。     

流场形态对旋风分级器性能的影响

气流分级器性能的优劣很大程度上取决于流场分布,改变常规旋风分级器的切向进风口位置,在分级空间建立不同类型的离心流场,采用数值模拟和分级试验手段分析了分级流场形态对颗粒运动过程和分级性能的影响。结果表明,传统旋风分级器边壁下行流造成粗粉中细颗粒夹带较多,影响分级精度;新型旋风分级器内形成上下两个旋涡,上旋涡均为上行气流,其流量约占总风量的80%,下旋涡携带细颗粒较少,降低了细颗粒进入粗组分的概率;上旋涡可实现对边壁区的细颗粒的轴向淘洗、再分级,提高了分级精度。试验结果表明,入口气速从10m/s增加至22m/s。相较于传统旋风分级器,新型旋风分级器的分级性能明显改善,分级精度指标平均提高27%,压降损失为传统旋风分级器的53%~62%。     

熟料细度对粉煤灰水泥浆体强度和自收缩的影响

通过实验室球磨机制备出比表面积分别为280m2/kg、370m2/kg和670m2/kg的3种水泥熟料,与不同掺量的粉煤灰配制成不同颗粒级配的粉煤灰水泥,并测试了粉煤灰水泥浆体的抗压强度、自收缩、孔隙率和显微结构。结果表明：提高熟料细度能在很大程度上降低粉煤灰水泥浆体的孔隙率并提高复合水泥浆体早期抗压强度;粉煤灰的掺入降低了水泥体系的自收缩,提高了粉煤灰水泥浆体的体积稳定性;粉煤灰水泥浆体背散射图像表明,提高熟料细度可显著减少粉煤灰水泥浆体中未水化的水泥颗粒含量,并在一定程度上减少未水化粉煤灰颗粒含量。     

分选与磨细粉煤灰对水泥胶砂性能的影响

研究了分选与磨细粉煤灰的颗粒分布与形貌的差异及对水泥胶砂性能的影响。研究结果表明:当勃氏比表面积相近,磨细粉煤灰的中位粒径大于分选细粉煤灰,其圆珠状颗粒较少,表面较为粗糙。在相同水胶比的条件下,掺分选粗粉煤灰的水泥胶砂流动度及强度均低;分选粗粉煤灰磨细后,不仅减少了颗粒的粘连,增加了比表面积,而且提高了粉煤灰的反应活性和水泥胶砂流动度及强度,虽其水泥胶砂流动度仍小于掺分选细粉煤灰的水泥,3d水泥胶砂强度也略低,但其28d水泥胶砂强度略高于掺分选细粉煤灰的水泥;在相同水泥胶砂流动度的条件下,掺磨细粉煤灰配制的水泥胶砂3d强度低于掺分选细粉煤灰的水泥,但随着水化龄期的增长,其差距逐步缩小,至60d时可超过后者。     

Mechanical behaviour of various mortars made by combined fly ash and limestone in Moroccan Portland cement

Physico-chemical properties and mechanical behaviour of ternary cements made by Portland cement, fly ash and limestone are studied. The mixtures at various compositions of clinker, gypsum fly ash and limestone are intimately ground and compared to other compositions without fly ash. Blended fly ash cements are also studied. The results show that fly ash acts as grinding agent by reducing the required time to obtain the same percentage of particles retained on a 80-μm sieve as the standard cement. Fly ash cements lead to an important extension of setting time than limestone cements. The replacement of clinker by limestone gives better mechanical strengths than the mixtures containing fly ash at early days; after 28 days, the cements prepared by incorporation of fly ash gain an important strength. From mechanical point of view, an optima dosage was obtained at 77% clinker, 2% gypsum, 7.5% fly ash and 13% limestone composition.