戴俊豪 韦俊尤

摘要： 文章运用气固两相流数值模拟的方法对送粉器输送不同密度及不同颗粒直径粉末进行了仿真研究，并分析送粉器结构对粉末输送效果的影响，从而对送粉器的结构进行了优化。结果表明，随着颗粒直径的增大，相同气流条件下得到的送粉流量减小。而相同颗粒直径下，随着粉末材料密度的增大，送粉的体积流量逐渐减小，而质量流量的变化无规律可循。根据气固两相流理论，选取不同的送粉管与气流入口高度值进行模拟对比分析。该高度值的增大并不能改善送粉的均匀性，而从当前高度降低6mm可得到更好的送粉均匀性。

关键词：沸腾式送粉器，性能分析，结构优化，数值模拟

前言

在高能束熔覆粉末输送中，气-固两相流数值模拟已经在粉末喷嘴流场模拟中得到很多的应用[1-3]；此外，针对螺旋式送粉器，施阳和等[4]运用Fluent模拟了送粉器内部的速度分布、颗粒轨迹等进行了仿真分析；对于该类需要追踪流动颗粒的数量较少的工况，用欧拉-拉格朗日法[5]可得到很好的效果。而针对本文所研究的送粉器，粉末与气体混合的浓度大，涉及的颗粒数量多，离散相模型进行仿真所需的计算时间久，因此运用欧拉-欧拉法[6]对沸腾式送粉器的输送过程进行仿真。该方法已在气固两相流模拟中得到广泛的应用。K. Papadikis等[7]曾运用数值模拟对快速裂解流化床的结构进行优化。通过修改不同的流化床结构，实现了基于数值模拟的流化床结构优化。……