薛晓宁，石 凯

胶乳分离机高速转鼓流体动力学特性

薛晓宁，石 凯

（广东海洋大学机械与动力工程学院，湛江 524088）

为研究胶乳分离机转鼓离心流场动力学特性，基于FLUENT二相流模型，模拟了胶乳的分离过程以及转速、橡胶粒径对分离效果的影响，以浓乳的干胶含量为综合特征参数进行模型验证试验，理论分析影响分离速度的因素、碟片内液流的流动状态及轨迹、浓缩极限等问题。模型中设置鲜胶乳体积分数初始值为0.330，浓乳黏度0.038 48 mPa·s，表面张力系数0.034 N/m，橡胶粒径为5 μm，胶清按水的属性设置，碟片间隙为0.5 mm。计算结果表明：转鼓转速为

7 250 r/min时，胶乳进入转鼓10 s时橡胶粒子与胶清已呈现明显分离倾向；当转鼓分别为6 750、7 250和7 750 r/min时，浓乳中的干胶体积分数分别为0.588、0.613和0.636，转速越高，干胶体积分数越大，但转速超过7 250 r/min，干胶体积分数的增幅变缓，流体压力和结构应力也将明显增加；在7 250 r/min工作转速下，当胶乳粒径分别取1、2、3、4和5 μm时，浓乳中干胶的体积分数分别为0.354、0.392、0.447、0.531和0.601，浓乳中干胶体积分数随粒径增大而增加，轻相出口处因流体涡漩体积分数有一定波动。浓乳干胶含量的仿真结果与实测值高度接近，相对误差为3.83%，由此验证了模型的可靠性。轻/重相分离速度与粒径、转速直接相关，因科氏力轻相/重相轨迹与碟片母线有偏离，胶乳浓缩存在上限，轻/重相出料路径合理，离心去除细微杂质的能力强。研究结果为揭示胶乳离心浓缩机理、优化分离工艺及结构提供了理论参考。

胶乳；加工；模型；碟式分离机；……