双级活塞推料离心机转鼓开孔结构优化设计研究
本文以 P-85型双级活塞推料离心机一级筛网和一级转鼓开孔处为研究对象，以减小筛网对滤液的流动阻力以及减少滤液和固体颗粒对转鼓开孔处环形壁面的磨损为目的，开展了结构数值模拟与实验的优化设计研究，以期指导双级活塞推料离心机的结构设计及工业应用。 论文采用FLUENT软件建立了筛网和转鼓开孔结构的三维模拟模型并进行了模拟计算，通过建立的小试实验装置，实验得到了0°倾角开孔转鼓和15°倾角开孔转鼓两种结构不同转速下物料运动的方向角，并将实验值和模拟值作了对比，验证了数值模拟方法的正确性。在此基础上，模拟研究了筛网缝隙内的流体运动状况，探究了筛网倾角对降低滤液流动阻力的影响，进而得到了不同离心机转速下最优的筛网倾角。结果表明，带倾角的筛网可以有效降低其对滤液的流动阻力，最优筛网倾角也随着转速的变化而变化。1000~1100r/min转速下，倾角7°时的筛网最优；1200~1300r/min转速下，倾角8°时的筛网最优。进一步对离心机的二级筛网进行研究，结果表明，不同转速下二级筛网的优化结果和一级筛网完全相同，所以一级和二级筛网选型时，选择相同筛网结构即可。 针对现有双级活塞推料离心机转鼓开孔壁面磨损严重的现象，采用FLUENT软件对筛网和转鼓开孔处流场进行三维瞬态模拟，探究了转鼓开孔倾角对降低开孔处环形壁面磨损的影响，进而得到了不同离心机转速下最优的转鼓开孔倾角。结果表明，1000~1100r/min转速下，转鼓开孔倾角15°时开孔处环形壁面磨损最小。1200~1300r/min转速下，转鼓开孔倾角20°时开孔处环形壁面磨损最小。同时，小试实验结果也表明，转鼓开斜孔较转鼓开直孔更利于物料的甩出。 论文还研究不同离心半径、开孔形状和筛网倾角下的转鼓开孔磨损性能。结果表明，应综合考虑各个因素，分析离心半径的改变对磨损的影响，开孔形状的改变并不会对减少磨损产生明显效果，反而会削弱转鼓的强度。筛网倾角的改变，对转鼓开孔壁面磨损的影响很小。 本文的研究结果可为双级活塞推料离心机的筛网和转鼓开孔结构的优化设计提供依据。
双级活塞推料离心机;转鼓开孔;流动阻力;优化设计;数值模拟
天津大学
硕士
化工过程机械
谭蔚
2014
中文
TQ051.84
75
2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）