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涡流空气分级机是机械法制备超细粉体工艺中重要的设备之一。涡流空气分级机的分级介质为气体,气流的运动特性决定了进入涡流空气分级机内的物料颗粒的运动特性,进而会影响分级机的分级性能。因此要提高分级机的分级性能,必须了解涡流空气分级机内气流及颗粒的运动特性。利用FLUENT软件模拟涡流空气分级机的内部流场,获得使内部流场均匀稳定的条件参数,为提高分级机分级性能提供参考;同时利用离散相模型对颗粒的运动轨迹进行模拟,全面直观的了解涡流空气分级机的分级过程,为研究分级机的切割粒径提供参考。流场特性的实验研究表明:在进口风速一定的条件下,转笼转速的增加有助于提高分级机内部气流的切向速度,但并不能影响切向速度的分布,叶片间的切向速度始终沿径向增大;存在一个临界转笼转速使转笼叶片间径向速度分布均匀,转笼转速大于或小于临界转速都会引起径向速度的波动。转笼叶片数为60片时,转笼转速与进口风速比值为100时,转笼叶片间径向速度最稳定。蜗壳内增加水平隔板会对涡流空气分级机内流场的轴向速度、径向速度以及耗散率产生影响。存在一个临界的隔板数目使轴向速度分布最均匀;增加一定数量的隔板可以部分提高气流切向速度,在一定程度上可以改善惯性反漩涡对进行面径向速度的影响,使转笼叶片间流场更加稳定,但是隔板过多时则会引起反作用;水平隔板的增加会引起涡流空气分级机内空气流场湍流耗散率的增加,隔板数目越多,耗散率越大。应用离散相模型研究颗粒的运动轨迹,研究结果表明:物料喂入点的位置会影响颗粒在涡流空气分级机中的运动轨迹。相同粒径的颗粒喂入位置不同时运动轨迹也不同;越接近环形区内缘,粒径大的颗粒越容易通过转笼成为细粉;从环形区的外缘、中间、内缘三个位置给入的颗粒,切割粒径的大小顺序是内缘>中间>外缘。结合实际物料实验结果,在环形区内缘喂入颗粒时的模拟结果更接近实际切割粒径。