结疤是指氧化铝生产流程中的湿法生产设备和管道壁面上粘附和结垢的固态物质,结疤问题是长期困扰氧化铝生产的一大难题。结疤的存在严重影响了氧化铝生产的各个环节:导致管道堵塞,使换热器的传热系数严重降低,从而降低设备产能,增加能耗,使生产成本升高。目前尚不能有效阻止氧化铝生产过程中结疤的生成,大量研究都以缓减结疤的生成速度及如何清除结疤为目标。　　本文在对国内外氧化铝生产系统结疤问题的研究动态全面了解的基础上,考虑到氧化铝生产过程中铝矿浆溶出颗粒撞击粘附管道壁面的运动行为和物理条件,试图建立一种新型的简单的减缓氧化铝生产管道结疤的技术和方法,通过改变氧化铝生产过程中的管道流动结构,将管道平直流改变为具备一定强度的螺旋流阻滞和降低铝矿浆中颗粒附壁的几率,从而减缓或防止氧化铝生产过程中的管道结疤。　　论文通过对管道螺旋流特性和各种起旋方式的分析,立足于导叶式局部起旋装置的研究设计,确定了局部起旋器的总体结构、导叶的几何参数和起旋装置入口流动条件。通过对FLUENT数值模拟设计,搭建起FLUENT软件和ANSYSworkbench中的BladeGeometry专用的三维导叶设计软件结合的仿真平台,展开对局部起旋器生成管道螺旋流的模拟仿真,得出母型局部起旋器的性能参数。然后,通过仿真结果分析局部起旋器不同结构参数所得到的不同性能参数,从而进行对比优化,最终完成最优局部起旋器的设计,使平直流通过局部起旋器,强迫生成较强的螺旋流,实现矿浆中溶出颗粒绕轴线螺旋前进,减少附壁结疤的几率和对管壁的磨损。　　该论文的研究和实施围绕管道螺旋流的生成以解决氧化铝生产结疤的技术难题,不仅十分必要,具有较重要的科学意义,而且实现的新方法工艺简便、降低能耗、节约用水,不加化学药剂、不必停产,具有较高经济价值和广泛的应用前景。