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本论文是和安徽铜都特种环保设备股份有限公司合作的科研项目“TT-45型陶瓷过滤机的选型优化”中研究的理论基础部分。论文是针对TT-45型陶瓷过滤机在生产应用中出现的实际问题,如反冲洗效果差、矿浆搅拌不均匀、真空度不稳定等。通过流体力学的分析和研究,作出相应的、可行的改进优化方案。 在真空陶瓷过滤机过滤理论研究的基础上,分析了TT-45型陶瓷过滤机反冲洗管路在实际应用中出现的问题,用流体力学分析的方法把反冲洗管路中分配阀的反冲洗孔由圆形孔改进成腰形孔。同时,以TT-45型陶瓷过滤机搅拌槽内矿浆颗粒运动轨迹的探讨为前提,针对陶瓷过滤机的搅拌系统和陶瓷过滤板结构特点,把搅拌架上的直撑叶片改进成斜撑叶片。另外,在研究TT-45型陶瓷过滤机中陶瓷过滤板内部型腔的基础上,对陶瓷过滤板内部型腔的流道和过滤面积作了改进。 本文同时对所有改进方案进行了可行性分析,论证结果表明:TT-45型陶瓷过滤机反冲洗管路的改进,使反冲洗管路中压力波动降低了0.06Mpa,反冲洗时间增加了25％。搅拌系统的改进对矿浆得到有效搅拌,死角处沉降的矿浆大幅度减少,提高了矿浆的过滤效果。同时,陶瓷过滤板内部型腔得到改进后,流道畅通,阻力减小,有效过滤面积增加了12.62%。 针对前面的理论分析和研究,论文的最后部分应用Fluent软件对TT-45型陶瓷过滤机反冲洗管路和搅拌系统进行了数值模拟仿真。通过理论分析与Fluent软件模拟仿真对直撑叶片搅拌系统和斜撑叶片搅拌系统的研究,最后得出结论:无论从速度、压力分布,还是矿浆颗粒运动轨迹的角度分析,都证明了将搅拌系统中搅拌架直撑叶片改为斜撑叶片对矿浆的搅拌效果有了明显的改善。同时,验证了TT-45型陶瓷过滤机反冲洗管路在改进后的反冲洗效果得到明显提高。 本文的研究和分析着重解决TT-45型陶瓷过滤机在生产应用中出现的实际问题,针对反冲洗管路、搅拌系统和陶瓷过滤板进行了改进,对陶瓷过滤机发展和研究具有较重要的科学意义。同时,本课题用Fluent软件对反冲洗管路和搅拌系统进行了数值模拟仿真,提出的改进和优化方案从理论上完善了真空陶瓷过滤机的性能和分离效率,减少了TT-45型陶瓷过滤机在实际应用中的设备故障率,降低了陶瓷过滤机的生产成本,提高了经济效益,具有较高的经济价值和广泛的应用前景。