砂土物料真空吸送分离系统的设计与数值模拟

2011-09-19 杨丹 西北核技术研究所

  针对粒径1mm~10mm 的砂土物料,设计了一套真空吸送装置。在真空吸送装置中,分离系统用于将物料颗粒从气固两相流中分离出来。介绍了砂土物料真空吸送分离系统的设计原则,运用计算流体动力学软件对气固两相流的运动状态进行了模拟,获得了分离系统内气流压力等值线图和流迹,计算了分离系统的压力损失。设计中,针对不同粒径的球体砂土颗粒,采用离散相模型与拉格朗日方法跟踪颗粒的运动轨迹,优化了分离系统结构、提高了砂土的分离效率。

  真空吸送分离系统是利用真空泵风机为动力源,在系统内部形成真空,使物料以悬浮态在管道中移动,当物料输送流通过分离系统时,将物料颗粒从气固两相流中分离出来[1]。分离系统利用不同粒径的颗粒在重力场中以不同的沉降速度从气流中分离的特性,可有效分离直径为75 μm 以上的固体颗粒,被广泛应用于烟尘的除尘及其它粉尘的预处理[2]。由于受湍流气流的影响,物料颗粒在分离系统中的运动规律非常复杂,采用理论分析或实验研究的方法均十分困难,因此以往分离系统的设计以经验型为主。

  历余载来,如今算射流牵引组成组成力学在气固两相移动形态的设计的概念中的用途与的发展,利用算机模以训练的做法为剥离模式的挺高的设计的概念创造一条新的行业。这篇以剥离模式的普适的设计的概念依据为条件,造成粒子直径10 mm、5 mm 和1 mm 的砂土粒子,综合运用算射流牵引组成组成力学免费软件对两相流移动形态展开量值模以训练,的设计的概念模式内气旋压为、流速的占比规律公式和粒子的剥离形态,挺高剥离模式组成、挺高砂土的剥离工作效率。 1、剥离程序产品参数的设计 1.1、的设计概念英文   拆分法设备的设定要素为:表明欲拆分法货位科粒的颗料直径,判定气团进程;运用进气口的暖空气团量,计算方式拆分法设备的横横截面总面积;联系实践的市政工程前提,判定拆分法设备的间距和长;以气团进程、拆分法设备间距相应拆分法货位科粒的颗料直径情况为前提,判定拆分法设备的长,另外选择必须的裕量比率;在拆分法设备内设施2~3 级交叠摆列的维持挡片,挡片间距为拆分法设备间距的2/3,以延长用时两相零售业过拆分法设备的用时,因此加强拆分法质量。表明上面设定要素,设定气固拆分法设备结构的就像文中1 图示。

气固分离系统结构示意图

图1 气固拆分设计形式举手图 1.2、技术指标设计制作   表明工業操作经验总结,溶合设计方案内的气浪快速在0.4~1.0 m/s 为宜。选取溶合设计方案内的气浪快速为0.5 m/s,通道风速为3.7 m3/min,溶合砂土的粒度分布超范围为1~10 mm。经计算公式,气固溶合设计方案主要是设计方案参数表见表1。 表1 离心分离整体方案性能参数

分离系统设计参数

2、检测值绘制及开始先决条件因素

  由于砂土物料真空吸送系统属于稀相气力输送,颗粒体积百分比较小,因此采用拉格朗日方法对颗粒的运动进行计算。该方法是采用跟踪颗粒运动轨迹的方法描述颗粒运动情况,即颗粒相被看作为离散的颗粒群,在拉格朗日坐标系中考察颗粒群的运动情况,并利用统计学方法得到反映颗粒宏观特性的统计平均值[3]

  砂土物料的密度为2700 kg/m3, 对应直径10 mm 的颗粒其悬浮速度为22 m/s。为使砂土物料以悬浮态被吸入,输送管路中的气流速度应不小于物料的悬浮速度,取25 m/s,即流体入口边界条件为速度边界(25 m/s)。根据经验公式计算,分离系统、输送管路以及吸嘴造成的总压力损失约为2000 Pa,因此设置出口边界条件为压力边界(相对压力为- 2000 Pa)。

5、报告   (1)对砂土介质机械泵吸送分離控制整体内的气固两相流对其进行熟知模拟仿真,获得了了分離控制整体内空气压区域划分,分步运算空气的压损失率为304 Pa。   (2)空气总体上从进气口两条路挡片与控制系统侧壁两者之间的漏粪向撒气口路径健身运动健身,且在每级挡片的腰背进行电磁感应效应。仍然有毒气体负荷慢慢地消减而时间扩大,转变成在越贴近撒气口的挡片腰背周围,进行的电磁感应效应越大。仍然电磁感应效应会使有毒气体的负荷毁损扩大,且直接影响砂土的隔离特效,往往,两条路空气健身运动健身的路径慢慢地消减挡片极度,可以变大电磁感应效应。   (3)回收利用离散相模式与拉格朗日手段对不同于颗粒物直径的砂土物料清单颗粒物的运行行驶轨迹做出了模仿与解析,成果表示,砂土的剥离 路线注意集中在在剥离 模式的前半要素,由于砂土颗粒物直径的提高,后半要素被剥离 的砂土所占比例例物有所新增。砂土的剥离 质量受挡条的超高、數量和部位导致。挡条超高大幅度降、數量提高或者部位向吸气口导向挪动,就会大幅度降砂土的剥离 质量,但也可以提高模式的负担盘亏。 借鉴文献综述

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