立磨选粉机流场分析及结构优化

第42卷第3期2016年6月

包钢科技

Science and Technology of Baotou Steel

Vol.42,No.3

June,2016立磨选粉机流场分析及结构优化

王朝霞12,谭心1

(1.内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010;

2.内蒙古包钢西创阿德莱姆技术（包头）有限公司，内蒙古包头014010)

摘要:对立磨腔体内的选粉机建立固体有限元模型，对选粉机内部建立CFD模型，基于有限体积法应用气-固耦

合方法（并结合理论模型以及经验模型）分析选粉机内部流场的特性。从而研究选粉机工艺参数及内部结构对流

场影响和选粉能力效率的影响，并提出优化方案或思路。

关键词:立磨;选粉机;流场分析;结构优化;FLUNENT仿真

中图分类号:TG580.6 文献标识码：B 文章编号：1009 -5438(2016)03-0055-05

Flow Field Analysis and Structure Optimization for Powder

Concentrator of Vertical Roller Mill

WANG Zhao - xia1 '2, TAN Xin1

(1.School of Mechanical Engineering,Inner Mongolia University of Science arin

Technology,Baotou014010 ,Nei MonggoO,China；

2.Anrern Technologies{Baotou)Co.Ltt. 〇o Inner Mongolii Norttwest Pioneer Co.Ltt. 〇o

Baotou Steel(Group)Corp. ,Baotoo014410 ,Nei Monngol,China)

Abstract：I n the paper,the characters o f inner flow field for powder concentrator are analyzed with gas - solid method based on finite volume method as well as combining w ith the theoretical model a solid finite element model for powder concentrator in vertical roller mill and CFDmodel in the effects of technological parameters and internal structure for powder concentrator on the flow f pacity of powder - selecting are studied as well as the optimization scheme and ideas are p Key words：vertical roller m ill；powder concentrator；flow field analysis；structure optimization；FLUNENT simulation

立磨是广泛应用于建材行业的粉磨设备，它集 粉碎、烘干与分级于一体，可用于水泥生料、熟料、煤 粉和矿渣的粉磨[1]。立磨选粉机是一种常用的粉 磨分级设备，选粉机的选粉效率和能耗对整个立磨 的工况影响巨大。矿渣颗粒在磨盘上经过研磨得到的微粉颗粒会随着进入立磨的热风气流一起上升到 位于立磨上方的选粉机中进行选粉分级。立磨选粉 机是一种涡轮流体机械，其内部流场属于“气-固”两相流，此类装备在设计和运行方面存在一定的复 杂性。目前，立磨选粉机流场研究主要存在选粉机

收稿日期：016-04-25

基金项目：内蒙古科技大学产学研合作培育基金专项（PY20130001)

作者简9:王朝霞（1975 -),女，山西省忻州市人,在读工程硕士，机械高级工程师，现从事干式机械泵真空脱气系统 的设计研发工作。

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性能与立磨不匹配;分级流场分布不均匀；分级流场 方法不完 问题[2]。包钢 水泥

B G M S3900彳S F M700选粉机为例，采用“数值”方法对该 部的流场流动进行分析，模拟再 选 部的分级流场，通过分析对选 的流场、分级结构、工艺 进行优化，对开发或 型实用的 选 具 大的。

1选粉机流场的数值模拟

1.1流域建模

选 部结构较为 ，实际构件有较多的

细小构件，因此，在 需进行一定简化，并且尽小简化对数值 准确的影响[3]。S F M700选

的结构 图如图1所示。

根据选 部流场的结构特征和工作性质可

将整个流域分为，外部风道、导向 、 （转子）、转子内部、返料锥、上壳体和出风口7个流域，如图2所示。使用S d i d W w k s分别对这7个流域进 行 ，并进行装配体装配，装配完成形成如图

3 所 流域 型。

1.2网格划分

在A N S Y S Workbench中流域模型经Design-Modeler处理后，数据可直接传入 Meshing 中，启动 Meshing对流域进行 分。由于整个流域模型由6部分组成，在进行 分时可对各个部分进行不同的控制，以生成合理 的。

在Meshing中对划分好 的流域进行剖分可进一步观察 的划分 ，选 域

模型如图4所示。

返料锥

图2各分区流域三维模型

流场三维模型流场外观剖面图

图3 流场图

图4选粉机网格模型

1.3流场计算

所得 流域的 入到Fluent中进行计算，选择非 和隐式算法，定常流动，

使用