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双级活塞推料离心机筛网容易磨损,通过模型来研究并优化

作者:admin 来源:未知 时间:2017-12-01 16:55 浏览: 人次 字体:T | T 繁体 打印
湘潭拓维离心机已经营多年,不仅出售双级活塞推料离心机、单级活塞推料离心机、卧式活塞推料离心机、三足式离心机、平板式离心机等不同类型离心机主机,还同时经营离心机配件及离心机筛网。
活塞推料离心机是一种连续运转、自动操作、脉动卸料的过滤式离心机,可在全速运转下完成进料、离心分离、过滤、洗涤、干燥和卸料等所有操作工序,具有操作连续、生产能力大、滤饼含湿率低、装置紧凑等优点。
卧式双级活塞推料离心机是活塞推料离心机中使用最广泛的一种,其对具有良好过滤性能的晶粒、颗粒及纤维有着很好的适应性,广泛用于化肥、制盐、氯碱等行业。筛网是离心分离的重要零件,直接影响分离效果及操作件能。传统的推料离心机筛网是采用楔形金属条串接组装或焊接而成的条状滤网,因网隙尺寸精度差,与物料接触的工作面不平整等缺点,滤饼层在筛网上移动摩擦附力大,因此所需推料力也较大。
新型板网采用特殊的加工工艺制作,为条形筛孔,在分离时,较小的缝隙和截留下来的滤饼层能有效地阻挡固体颗粒通过。板网的每条缝隙处有一个锥角∅,开口与离心力方向一致,具有缝隙均匀、寿命长、抗阻塞、易清洗等优点,有利于减少推料阻力。但离心过滤过程中,滤饼层的可压缩性及筛网缝隙对滤液流动阻力过大等原因,使滤液不能及时排出,易引起操作不稳定、离心机振动以及滤饼含湿率增加等不利现象。近几年兴起的计算流体力学方法为研究离心机的分离过程和分离效果提供新的方法。为此,本文中采用FLUENT软件对P-85型双级活塞推料离心机筛网缝隙处流场进行三维瞬态模拟,研究其内部流场的运动规律。探究了不同转速下不同筛网倾角的流体流动情况,为筛网优化设计提供依据。
1、双级活塞推料离心机工作原理
P-85型双级活塞推料离心机结构如图1所示。其中筛网贴附于转鼓开孔表面,离心机筛网局部结构图如图2所示。被分离的物料通过进料管连续地供入离心机.由加速盘将物料均匀地撒在第1级转鼓上,由于转鼓高速旋转产生的离心力使大部分滤液通过筛网缝隙和转鼓小孔甩出转鼓外,并由液体收集罩汇集,经出口排出机外;固体部分沉积在筛网上形成滤饼,在既旋转又往复运动的第一级转鼓的作用下,滤饼依次推进,当滤饼到达第二级转鼓出口处,被连续地经固体收集槽和出口排出机外。

2、数值模拟模型建立
2.1模型结构分析与简化
离心机的结构参数与筛网的结构参数见表1所示。

由于缝隙尺寸与整个机器的尺寸相比非常小,如果按原模型建模,则会大大增加网格的数量,且可能影响计算精度。考虑到筛网结构具有整体对称性且80%以上的母液在第一级转鼓中已被分离,并且忽略物料在筛网内表面的轴向速度,所以将模型简化为一个筛网孔,从一级转鼓顶端 Ζ=0mm处开始截取筛网孔,筛网孔在Z方向截取长度为L=40mm,且0°倾角筛网孔相对于X=0mm平面对称分布,使用FLUENT的前置建模软件GAMBIT对筛网孔结构建立三维模型。为了全面反映筛网倾角对滤液和夹带颗粒阻力的影响,保证内筛网表面的开孔率不变,筛网原有结构的锥角∅也不变,筛网倾斜角度a 在0°~9°变化,图3中给出了筛网0°和7°时的三维模型图。

2.2 模型简化和网格划分
针对本文中所研究的筛网的几何特征,为提高计算精度并有效控制计算量,对形状规整的筛网条的孔区域采用六面体网格。分別选取6000、8000、10000数量的网格对筛网缝隙内的滤液和夹带颗粒分布进行分析,其中滤液和夹带颗粒的粒径为0.15 mm,进口宽度S =0.23 mm,滤液和夹带颗粒在筛网条缝隙内的相分布吻合得很好,几乎没有差别。网格数量的增加,几乎不能提高计算精度.却大大增加了计算时间。所以,本文中选取6000数量的网格对筛网缝隙内滤液和夹带颗粒的分布进行研究,图4给出了筛网缝隙处网格数量为6000时的划分示意图。

2.3边界条件
(1)筛网内表面处的进口选为速度进口,进口速度根据双级活塞推料离心机实际生产能力进行计算,得到进口速度为0.1 m/s。
(2)筛网外表面处的出口选用压力出口,出口表压0Pa。
(3)壁面选为无滑移壁面,对近壁网格点采用标准壁面函数法来计算,相对于邻近流体区域旋转速度为0 r/nin。
(4)对流场区域,统一设为滑移网格,顺吋针旋转,旋转速度为1000 ~ 1300 r/min。
2.4求解算法
双级活塞推料离心机是一种高速旋转设备,所以本文中湍流模型选用RNG κ_ε模型。模拟中存在三相,即气体、滤液和滤液中夹带的固体颗粒,考虑到滤液中夹带的固体颗粒极少,并且结合本文中研究的侧重点,将滤液和夹带颗粒设为一相,采用欧拉-欧拉多相流方法对其进行分析和研究,气相为连续相,滤液和夹带颗粒为离散相。时间步长选择0.001 s,每步迭代50次。本文中研究的双级活塞推料离心机用于固含量体积分数为50%的重碱(NaHCO;),进料量为35 t/h,物性参数如表2所示,为此,计算中液滴和央带颗粒粒径设为0.15 mm。

以上的内容讲解的,通过建立模型来分析双级活塞推料离心机运行时对于筛网的研究计算来确定最优筛网设计和角度,下篇内容将继续为大家进行讲解通过实验得出的结果,以及工业中的实际应用。


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上一篇我们讲解了通过建立模型来分析双级活塞推料离心机运行时对于筛网的研究结果,这里我们继续为大家讲解之后的结果分析及实际应用。
3结果分析
3.1最优筛网倾角的确定
图5是1 000 r/min转速下不同筛网倾角下的滤液和夹带鞅粒分布曲线图(图5中的横坐标是相对于筛网孔锥角不同的偏心位置,
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