SLK分级机新撒料装置与进风管整流数值研究

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Analysis of New Bulk Device of SLK Classifer and Numerical Study OU Blast Pipe RectificationW ang Dianguo(Chongqing Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Corp.，Chongqing 400016)Abstract：By analysis of the suspension type airflow bulk device of SLK classifier，a poor airflow uniformity offeeding tube in the structure was found.Aiming at this deficiency，the author designs a new airflow bulk device，whose core part iS blast elbow and rectification effect has an influence on airflow uniform distribution of feedingtube.By using Fluent Software。velocity field of two elbows modeliS simulated and its rectification effect to mi-gration iS studied.The results of simulation shows that rectification effect to entrance uneven airflow of Model 20f shrink tube adding extension tube iS better than that of Model 1 with shrink tube only。

Key words：bulk device；elbow；numerical simulation在分级机的物料分级过程中，物料在分级室之前的分散过程称为预分散。为使颗粒具有 良好的预分散性能，SLK分级机中，设计了悬浮式气流撒料装置。针对悬浮式气流撒料装置存在的不足 ，设计出新型的气流撒料装置。

进风弯管作为新型气流撒料装置的核心部件，其整流效果对于送料筒内气流均匀分布有着重要影响¤助于流体力学(CFD)软件中的 Fluent模拟整流后的速度场，以研究整流效 果 。

1 悬浮式气流撒料装置针对颗粒预分散设计了悬浮式气流撒料装置。该装置结构见图 1，主要由撒料锥与沸腾床等构成。物料经喂料管落人撒料锥内自然堆积满后从锥体边缘下滑，形成悬浮状的均匀圆柱形料帘。气流在压力作用下，由两侧气流入口进入送料筒，形成上升的对冲气流。上升气流将料帘冲散，形成含料气体进入分级室。物料中大颗粒或杂质块将掉人送料筒底部的沸腾床。粗大颗粒中夹带的细信粒会被沸腾床喷出的气流吹起，并随上升气流-起运动。

粗大颗粒沉积在沸腾床 ，由其底部的粗大颗粒出口排出。

由于悬浮式气流撒料装置采用对侧进风的入风方式，对冲气流在送料筒内发生激烈碰撞，所以该种进风方式相对于传统的底部进风结构而言，对筒内物料有较好的分散效· 76 。

果。但同时由于对侧进风的气流均匀性较差 ，必须保证进风口到撒料锥有足够的高度 ，以保证撒料锥边缘气流分布的均匀性。由于采用对侧进风 ，需要在两气流人口分别安装连接弯管。连接弯管的安装会影响人 口气流的分布形式，进而影响到送料筒内气流分布的均匀性。因此，连接管的安装过程复杂，安装难度大。同时对侧入口接连接管的安装形式使得该结构占地面积较大，也增加了现场管路的混乱度 。

567l-曩E流入口管；2-澧料管；3-t壤4-嚷料管；5 缀机下椎体；6-糖粉出料管#7-沸腾床图 1 悬浮式气流 散料装置2 新型气流撤料装置2.1 新型气流撒料装置 结构针对 SLK分级机悬浮式气流撒料装置存在的不足 ，设计了新型气流撒料装置，其结构见 图 2。其进风方式由原来的对侧进风改为底部弯管进风。物料经喂料管落人撒料锥内自然堆积满后从锥体边缘下滑，形成悬浮状的均匀圆柱形料帘。在压力作用下，气流经进风弯管整流后 ，形成低速射流，较为均匀的进入送料筒内，吹散料帘。粗大颗莲落入粗大颗粒锥被收集，细信莲随气流进入分级室 。

该新型结构较原有结构而言，除了入口进风形式改变对于安装带来的便利、空间的有效利用 ，更提高了颗粒在送料筒内的分散以及分布均匀性 。

1避风弯管；2-糕丈颗粒锥；3-撇料锥i 4-i卷料臀；图 2 新型气 流散料装置2.2 气流撒料装置内颗粒分散形式冲击分散：在送料筒内，存在两次低速射流。根据其出口形状的不同可分别称为管 口射流和环隙射流。气流经进风弯管整流后成为管 口射流，经撒料锥时形成环隙射流。料帘颗粒群受到环隙射流的冲击分散 ，加大各颗粒间的距离。同时射流 的冲击也使-些原本 因水分等原因聚集在-起的细微颗粒分散开来。管 口射流对于团聚颗粒同样具有冲击分散作用。

湍流扩散：在剧烈的湍流运动中，相邻 的颗粒群沿完全不同的轨迹作无规则的运动，使它们之间的距离不断增加 ，使气流中本来浓度较大的颗粒 ，逐渐变得稀疏 ，相反地 ，原来在不同地方的颗粒 ，也能通过湍流扩散而相互混合。总体上说湍流扩散使得颗粒在送料筒内分布更为均匀 。

3 新型气流撒料装置的进风弯管整流数值模拟3.1 常见的三种圆形弯管整流方法在工业生产中圆形弯管的应用十分普遍。弯管内流体主要受惯性和离心力的作用 ，因离心作用被甩到弯管曲率半径较大的外侧壁面附近，导致流体推挤外侧壁面，造成管道外侧压力增大，内侧压力降低的不均匀。弯管外侧压力增大，流体动能转化为静压能 ，动能较小 ，速度减小；内侧则压力减小，静压能转化 为动能，动能增加，速度增加 ，形成 内侧流速大 ，外侧流速校这就是弯管内流体的偏流现象。弯管偏流将会导致流场的不均匀，这是工程上常常需要避免的问题 ，为此就需要对弯管气流进行整流研究。根据文献搜索结果 ，当前对于圆形弯管的整流有三种方法 ：第-种是在弯头处添加导流片。弯头内导流片尺寸、数 目、间距分布对弯管气体整流效果有着重要影 响。

该方法虽然增加 了弯管内的摩擦，增加了压降，但由于气流在出口面上均匀分布，该种方法 目前应用最为广泛。第二种则是在弯管出口的连接管中添加-种双环整流结构。

该结构对于弯管对弯管内偏流具有-定的整流作用，效果相对较差，故该方法应用较少。第三种方法是在弯管前段添加滤网。滤网的结构对于整流效果有着重要影响。该方法的操作性最好，但其整流效果也有限，有待进-步提高 。

3.2 研究 的主要 内容根据工程经验，提出-种新型的弯管整流结构，并探讨其结构的最佳形式。分别建立如图 3和图 4所示的弯管模型 1、2。模型 1中弯头出口具有收缩管。模型 2中收缩管后还具有-段为直管 的延长管。分别研究这两种模型对于弯管内偏移流体的整流作用。

在当前弯管整流研究中，均只考虑了弯管入 口气流均匀分布的情况，而对于入 口气流非均匀分布则没有考虑。

工程实际中，入 口气流不均匀是普遍存在的，但其分布不能直接测量，这就为研究带来很大困难。如对于弯头处添加导流片的整流方法而言，入口气流不均将会给导流板带来极大阻碍 ，甚至于无法添加。在模拟研究时，只能假设入口气流均匀，这就使得模拟研究与实际工况差距较大，故使其实际整流作用大为降低，与预期效果产生较大差距。这是本研究 的-个重点内容。针对弯管入 口速度不均现象 ，将弯管气流入口圆按照象限分为 工、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区，并对各区定义不同的人 口速度 ，以研究入 口气流不均匀状况对两种弯管模型整流效果的影响。

3.3 模型与求解按照图 3、4所示结构在 Gambit软件 中建立 网格模型～气流入口圆划分为 ABCD四个部分。模型中弯头直径为 260 mm，曲率半径为 520 mm，弯管直管段长度为500 mm，弯头后接圆锥型的收缩管，其顶部圆直径为 130mm，高度为 65 mm，送料筒高度为 1000 mm，延长管直径为 130mm，高 260mm，其余为给出直径均为 130 mm。

模型中，I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区为速度入II(inlet)。分别· 77 ·