工程流体力学论文范文第五篇：V型选粉机中现代流体仿真技术的运用
1 V型选粉机的作用
V型选粉机是和辊压机配套使用的一种静态打散分级设备，它将经过辊压机挤压处理的物料打散，然后将打散后物料中一定粒级的细粉分离出来，有利于辊压机的平稳运行，提高系统产量，同时具有烘干功能。其工作原理是：物料由上部进料口喂入机体并形成料幕，气流从进风口引入并穿过料幕，与物料直接接触。在选粉区，物料被选粉机内入口侧和出口侧所设置的阶梯式倾斜导板冲散，在两侧导板端部来回碰撞，达到打散料块、充分分散细粉和延长物料在选粉区停留时间的效果。粗料沿导板落下并排出返回至辊压机称重仓。含尘气体从排风口排出，并进入下一道工序。导板主要起导流和分散的功能。此形式选粉机完全靠风力提升，输送量大，分级精度较高。V型静态选粉机分选的颗粒粒径一般小于2 mm,并可通过调节风量来改变颗粒的细度。V型选粉机的结构如图1.
图1 V型选粉机示意图
由V型选粉机的结构和工作原理可知，它主要利用高度落差使物料在下落的过程中撞击并打散，同时利用气流方向和速度的改变达到分选的目的，其细度调节只能通过改变风速来控制。
2 现代流体仿真技术在V型选粉机上的应用
目前针对V型选粉机的研究主要集中在物料的分散及叶片角度的设置上，对具体流场分布及其对物料分选的影响相关的研究较少。我们委托设计单位利用现代流场仿真技术，针对具体的应用场景，进行了相关的仿真模拟。
2.1 问题与方案
我公司下属某水泥粉磨企业，其水泥粉磨系统主要配置为：HFCG180-160辊压机+HFV6000（V型选粉机）+HFX-M6000（下进风高效选粉机）+Φ3.8 m×13 m（球磨机）。该粉磨企业粉磨系统分选设备为常规布置，我们针对分选系统进行1∶1建模，同时利用流体仿真技术进行工况条件下的仿真分析，结果见图2.
图2 分选系统型式及仿真分析
针对该粉磨系统的分选系统进行的流场仿真分析，发现存在如下问题：（1）V型选粉机出口处流场分布不均。（2）V型选粉机出口处气流往一边偏向。为定量评估这些问题对分选系统的影响，经分析决定在V型选粉机内部增加导流板，以改善流场分布不均与偏向问题。
具体的改造方案见图3:增加导流板（1）：改善气流偏向问题，这一措施的预期效果为微调V型选粉机出口处的气流方向，从而使得进入动态选粉机的流场分布更加均匀，提升动态选粉机的选粉效果。增加导流板（2）：该措施的预期效果为改善V型选粉机出风口区域的流场均匀性，从而减小局部物料沉降，提升风场携带物料能力，改善风机工况。但由于该导流板位于V型选粉机出风口中部，大概率会增加V型选粉机环节的阻力。
2.2 应用效果统计
方案实施前后的运行数据统计见表1,可知：（1）在系统用风与动态选粉机操作参数基本不变的情况下，循环风机电流有所下降；（2）V型选粉机阻力有所增加；（3）下进风动态选粉机压差降低；（4）系统产量增加（系统产量的提升部分归功于球磨机内的调整）；（5）水泥工序电耗下降0.4 k Wh/t.
图3 V型选粉机内部改造示意图
统计数据基本验证了改造方案的预期，增加的导流板改善了风场的均匀性，同时也改善了下进风动态选粉机的分选条件，并提升了循环风机效率，增加了系统产量，降低了水泥工序电耗，取得了一定的经济效益。同时我们也看到，V型选粉机处的阻力有所增大。但总体来说，本次改造利大于弊，得大于失，是一次较成功的技术改造。
3 结语
现代流体仿真技术广泛应用于航空航天、汽车、空调等诸多行业，国外的水泥工业也利用流体仿真技术对选粉机进行优化技改。事实证明流体仿真技术在我们许多优化技改项目中是一种有效的设计工具，它可以改变我们水泥企业一直以来对分选系统的改进依赖于实际工程应用反馈的现状。V型选粉机作为在辊压机系统中的一种常规配置，如何充分发挥其在粉磨系统中的作用需要我们认真地去研究和探索。在现代水泥工业对节能降耗要求越来越高的环境形势下，如何对粉磨系统中的分选系统各个环节逐一进行优化，在保证水泥质量的前提下，提升效率、降低能耗始终是我们长久而重要的课题。
表1 方案实施前后的运行数据统计
