资源描述：
《一种新型湍流超细粉碎机流场的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、设备设计/诊断维修/再制造现代制造工程2006年第11期一种新型湍流超细粉碎机流场的数值模拟龚俊,宋永奇,郭润兰(兰州理工大学机电工程学院,兰州730050)摘要根据新型湍流超细粉碎机的实验设备,建立单曲率叶型的一般曲线方程,并借助先进的CFD技术,对用Pro/E建立的计算模型进行验证,模拟两种不同叶型时湍流超细粉碎机粉碎腔内的单相三维紊流定常流场,直观显示粉碎腔内中间面的速度和流线,并比较了两种叶片时中间面的速度和流线的区别,为认识粉碎腔内的粉碎机理和叶片的改进提供了直观的模拟结果。关键词:湍
2、流超细粉碎机流场数值模拟中图分类号:TH16文献标识码:A文章编号:1671—3133(2006)11—0097—03NumericalsimulationofflowonanewmodelofcomminutingmillGongJun,SongYongqi,GuoRunlan(Dept.ofMachineryandElectronic,LanzhouUniversityofScienceandTechnology,Lanzhou730050,CHN)AbstractBasedontheexp
3、erimentequipment,deviseasinglecurvatureequationofblade.WiththehelpofadvancedCFD,vali2datethesimulationmodeldesignedinPro/E.Throughsimulatingthesingle2phase32dturbulentflowofdifferentbladesnumeri2callyintheFLUENTsoftware,velocityandpathlineonthemiddle
4、planeareshoweddirectly.Theyarehelpfulforunderstandingitsinnerworkingsandtheimprovingtheblade.Keywords:SuperfinecomminutingmillwithturbulenceFlowNumericalsimulation以流体作为机械能转化为湍动能的方式加工粉BC=1/ρ。α为弦AB与X轴正向夹角,β为OA与X轴体物料,在国内很少报道。文献[1]通过对热塑性材负向夹角,Δ为弦AB所对的圆心角
5、,θ为CB与过C料特性的分析,提出一种以气体作为机械能转化方式水平线夹角的锐角。的加工方法———湍流超细粉碎机。它是一种新型超细粉体加工设备,利用一对相互旋转的叶轮在粉碎腔内产生气体高能旋转湍流场,物料颗粒在湍流场中互相撞击、摩擦而被粉碎,其具有一定的使用价值。大量实验表明,室温下经粉碎低密度聚乙烯d50已达10μm以下。由于是一种新型的利用湍动能加工粉体物料的设备,其内部流场尚不清楚。为提高加工效率、减小粉体粒度,改善粒度分布,需分析研究粉碎腔图1计算模型示意图内的流场流动和流场结构。各已知点
6、在二维直角坐标系XY下的坐标为:O(0,0),A(-Rcosβ,Rsinβ),B(Lcosα-Rcosβ,Lsinα1模型建立+Rsinβ)。111叶片中心线曲线方程设叶片曲线所在圆圆心坐标为C(x,y),由AC=根据实验设备建立如图1所示的计算模型示意BC=1/ρ可以得到如下方程:图。实验设备的叶片是等厚度、倾斜的直叶片。基于222(x+Rcosβ)+(y-Rsinβ)=1/ρ⋯⋯⋯(1)此,设叶片曲率为ρ,叶片曲线所在圆圆心为C,叶片2[x-(Lcosα-Rcosβ)]+[y-(Lsinα+
7、弧长AB所对的弦长为L,叶轮轮盘所在圆心为O,叶22Rsinβ)]=1/ρ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)轮轮盘外圆半径为R,如图2所示。OA=R,AC=求解式(1)、式(2)可以得到(舍去不合适的根):97©1995-2007TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.现代制造工程2006年第11期设备设计/诊断维修/再制造42划分时采用混合网格单元,此类型的网格单元对具有Lcosα-2Rcosβ+2-Lsinαρ复杂形状的叶片容易成功,最
8、终划分网格数量为x=2299868。由于叶轮具有完全对称性,图4仅给出1/442叶轮的网格。Lsinα+2Rsinβ-2-Lcosαρy=2由此可以得到叶片中心线(图2中的L)在二维直角坐标系下的方程(此形式有利于在Pro/E中建模):图3直叶片计算模型图2叶片中心线曲线1x=cos[t×Δ+(180-θ)]+ρ42Lcosα-2Rcosβ+2-Lsinαρ⋯⋯⋯(3)2图41/4叶轮计算网格1y=sin[t×Δ+(180-θ)]+ρ2三维紊流场的数值模拟42Lsinα+2Rsinβ-2-Lco
