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超细气流粉碎技术的研究新进展
作者:管理员    发布于:2016-05-25 08:33:16    文字:【】【】【

  湖南冶金超细气流粉碎技术的研究新进展马飞飞,王雅萍(西南科技大学制造科学与工程学院,四川绵阳621010)设音的研究与发展现状,得出结论,无论从基础理论研究上,还是从设音的生产制造上,国内至今还落后于国外。

  1前言随着高端技术和纳米材料产业的迅猛发展,传统产业技术步伐不断加快,各行各业对超细粉体(一般将粒径小于10Mm的粉体称为超细粉体)产品的产量与质量的需求不断增大和提高,迫切需要与之相匹配的超细粉碎技术与设备。而气流粉碎以其生产能力大、自动化程度高、产品粒度细、粒度分布较窄、纯度高、活性大、分散性好等特点,广泛应用于化工、矿业、材料、医药、颜料、化妆品等行业。气流粉碎利用高速气流或过热蒸汽的能量,使颗粒产生相互冲击、碰撞、摩擦以及气流对物料的冲击剪切作用而实现物料的超细粉碎。

  2基础理论的研究国外对气流粉碎技术的研究已有近一个世纪的历史,而我国起步相对较,在20世纪80年代才开始研究,因此,其理论研究方面的成果与相对较少。国外学者在超细气流粉碎分级技术的研究远远优先于我国的发展水平,原因之一即是在设备制造方面的基础理论性研究比较深入,为设备结构设计提供了强而有力的技术指导。

  21粒子在气流场中的研究D.Eskin等人针对粒子在加速喷嘴中所受摩擦力,建立了工程数学模型ffd+n+fr11,将粒子所受总摩擦力fl分解为三个摩擦力的合力,其中,f是气流对某一特定大小粒子的拽力,f是这种粒子与其他型号粒子相互碰撞所产生的摩擦力,fr11是粒子与器壁碰撞所产生的摩擦力。这一模型对粒子在加速喷嘴中的受力分析,可指导在一定参数条件下喷嘴的外形设计。

  此外,气流中的颗粒对气体的速度也有着不可忽略的影响。VoropayevM指出,固体颗粒在气流磨中的加速过程包拮两个阶段气固混合时的加速和气固流在喷嘴中的加速。目前,对物料和压缩气体一起通过喷嘴的情况下颗粒的加速规律研究得比较多。气体压入混合室与物料混合,经过动量传递和能量转换,混合物成为气固均质二相流,Rudlnger在一定的假设条件下用7个方程对其进行了描述。在此基础上,Eskin又根据能量和动量守恒,假设气固流在喷嘴中的流动过程为等压过程、进料速度为0,从而估算出气固的非弹性作用而引起的气体动能的损失为:AEcosfEkl-l/G+M),Ekn是气体流过喷嘴的动能。上式表明对于高M(颗粒与气体的质量流量的比值)值的气固流,喷嘴加速效率不高,能量损失大。因此喷嘴气流粉碎机效率的降低主要是由颗粒的加速过程引起的。同时,Gregor和Schonert在研究中指出能量损失主要包拮喷嘴出口处气体动能的损失;气体与器壁摩擦引起的能量损失;固体颗粒与器壁摩擦引起的能量损失;气体与颗粒之间存在的速度差产生的滑移引起的能量损失。

  虽然,诸多学者在研究粒子在流场中的加速规律方面做出了不朽的贡献,但在颗粒加速的影响因素上的研究却并不深入,还有待进一步的研究考证。

  2.2气流粉碎过程的参数研究学者们在,即是在ALPINE流化床式气流磨基础上改进的新型流化床式气流磨。

  中所示的改进型对撞式流化床气流磨的特点是增大了现有对撞式流化床气流磨传输区的长度,使其长度L/直径D达到310,在分级区I和粉碎区I之间增加足够高的磨体。使传输区气流平稳,分级轮负荷减少,能获得更高产量和理想的粒径,而且机器运转平稳可靠,调机工作量减少,明显地改善了对撞式流化床气流磨的性能。

  4结语国外学者在超细气流粉碎分级技术的研究远远优先于我国的发展水平,原因主要有一是制造业发达国家在设备制造方面的基础理论性研究比较深入,为设备结构设计提供了强而有力的技术指导;二是设备制造的先进化。而国内由于起步较,理论研究水平尚处初级阶段,还需加大研究力度,为粉碎设备的设计与改良奠定更坚实的基础。另外,在气流粉碎过程中的介质使用上,国内大多使用空气,很少使用过热蒸汽或惰性气体;而且设备加工精度与材质的磨损问题也仍困扰着设备制造商和广大国内用户。总的来说,国内多数厂家只是处于仿制国外同类设备的水平上,鲜有自己的技术创新,今后的研究工作还有很长的路要走。

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