30348.水下切粒機(jī)水室內(nèi)液固兩相流流場(chǎng)數(shù)值模擬

1、碩士學(xué)位論文水下切粒機(jī)水室內(nèi)液固兩相流流場(chǎng)數(shù)值模擬NumericalSimulationofLiquid—SolidTwoPhaseFlowInUnderwaterPelletizer學(xué)號(hào)：21107271完成日期：20140604大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要水下切粒機(jī)是用來(lái)加工聚酯樹(shù)脂的化工設(shè)備，作為整個(gè)大型混煉擠壓造粒機(jī)組的核心部件，決定著能否切削出均整、統(tǒng)一的樹(shù)脂

2、粒子。如果水下切粒裝置中水室內(nèi)部粒子堆積比較嚴(yán)重，一方面會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂粒子被旋轉(zhuǎn)切刀二次切削，影響產(chǎn)品質(zhì)量；另一方面，粒子積聚容易造成大型擠壓造粒機(jī)組停車(chē)，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文利用Fluent這一計(jì)算流體力學(xué)軟件，采用RNGke對(duì)水室內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了模擬，并結(jié)合離散相模型(DPM)追蹤了顆粒軌跡和計(jì)算顆粒平均滯留時(shí)間、堆積粒子數(shù)。數(shù)值分析了水室進(jìn)口流量、旋轉(zhuǎn)切刀轉(zhuǎn)速、水室出口角度、凸臺(tái)高度、凸臺(tái)半徑大小等參數(shù)對(duì)水室內(nèi)部粒子滯留時(shí)間和堆積數(shù)

3、量的影響，為優(yōu)化水室操作參數(shù)和優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)提供依據(jù)。主要得到以下的結(jié)論：(1)利用數(shù)值分析和粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)，對(duì)兩種不同進(jìn)口方式的水室內(nèi)部流場(chǎng)信息進(jìn)行測(cè)量分析，得出數(shù)值分析和測(cè)試數(shù)據(jù)相吻合，計(jì)算過(guò)程所選用的RNGk￡模型可以準(zhǔn)確對(duì)水室流場(chǎng)進(jìn)行分析。(2)通過(guò)對(duì)連續(xù)相流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值分析，發(fā)現(xiàn)徑向水室流場(chǎng)偏中心處的受迫渦會(huì)隨著切刀轉(zhuǎn)速的提高而強(qiáng)度增強(qiáng)、尺寸增加；受迫渦隨著進(jìn)口流量的增加而強(qiáng)度降低、尺寸減少。切向水室偏中心處的受迫渦隨

4、著切刀轉(zhuǎn)速的提高而強(qiáng)度增強(qiáng)、尺寸增加；受迫渦隨著進(jìn)口流量的增加而強(qiáng)度增強(qiáng)、尺寸減小。(3)對(duì)于工程實(shí)際工況，利用Fluent中的離散相模型(DPM)做出模擬計(jì)算，得出：對(duì)于徑向進(jìn)水結(jié)構(gòu)水室，切刀轉(zhuǎn)速為400r／min、循環(huán)水進(jìn)口流量為450ma／h，是一組優(yōu)化參數(shù)；對(duì)于切向進(jìn)水結(jié)構(gòu)水室，切刀轉(zhuǎn)速為400r／min、循環(huán)水進(jìn)口流量為250ma／h，是一組優(yōu)化參數(shù)。(4)通過(guò)對(duì)切向水室結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，得出：將水室出口角度逐步減小到零度，平均停