旋流器的微米級顆粒分級性能分析

袁惠新，方勇，付雙成，葉娟，方毅

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旋流器的微米級顆粒分級性能分析

袁惠新1，2，方勇1，2，付雙成1，2，葉娟1，2，方毅1，2

（1常州大學機械工程學院，江蘇常州 213164；2常州大學江蘇省綠色過程裝備重點實驗室，江蘇常州 213164）

微型旋流器中的超重力場和剪切湍流場可以強化微米級顆粒的分級。為了分析旋流器的微米級顆粒分級性能，本文通過試驗與數值模擬相結合的方法研究了入口速度和底流分率對旋流分級的影響。數值模擬方面使用雷諾應力模型模擬了微型旋流器內的流場，試驗方面使用直徑為20mm的微型旋流器來分級粒度分布為2～50μm的顆粒物料。結果表明，隨著入口速度的增大，分割粒度50減小，可達4.8μm，分級精度提高，可達0.45；隨著底流分率f的增大，不會顯著改變切向和徑向速度，顆粒在旋流器內的沉降速度變化不大，但軸向速度會減小，使得顆粒在旋流器內的停留時間增加，分級效率提高；當底流分率f＜0.6時，隨著f的增大，分割粒度50減小，可達4.7μm，分級精度提高，可達0.6；當底流分率f＞0.6時，分割粒度50增大，分級精度降低。

微型旋流器；數值模擬；粒度分布；顆粒物料

微米級顆粒以其優異的性能得到廣泛應用，然而實際應用對于其粒度大小及分布范圍有一定的要求。例如，要求節能燈用熒光粉粒徑在5～8μm之間[1]，而彩色等離子體顯示屏的熒光粉粒徑則在2～4μm之間[2]。在復印粉生產行業，要求的粉料粒度50處于8.6～9μm，最大顆粒必須小于20μm，而小于5.4μm的顆粒必須在2%～3%以下[3]。3D打印用的粉末粒度也有一定的粒度大小及分布范圍要求。……