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喷动床粉体混合机混合性能的数值模拟

2021-07-29王一泽熊桂龙苏文康刘振峰

南昌大学学报(工科版) 2021年2期

王一泽,熊桂龙,苏文康,刘振峰

( 1.南昌大学a.资源环境与化工学院;b.鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室,江西 南昌 330031;2.宜春万申制药机械有限公司,江西 宜春 336000)

离散物料的混合设备主要有两大类:机械式混合设备与气力式混合设备[1]。与传统的机械式混合设备相比,气力式粉体混合机具有混合体积大、均匀性好、能耗低、密闭无泄漏、清洁环保等优点,在能源、化工、制药,食品等行业领域应用广泛[2-3]。气力式混合设备主要有喷动床、流化床混合设备,其工作原理是通过压缩空气使离散物料流态化并向上膨胀,压缩空气膨胀到一定程度后物料由于重力作用向下沉降,离散物料在气流作用下产生上下翻滚和激烈的沸腾搅拌,在相对较短的时间内达到混合均匀[4-5]。因此,对喷动床粉体混合机的粉体混合过程及运动行为规律进行分析具有重要意义。

对于喷动床粉体混合的研究常采用实验方法与数值模拟的手段,但由于受到实验条件与设备的限制,通过实验难以获得颗粒微观尺度上的全面运动信息,例如颗粒速度、颗粒混合质量、基于颗粒尺度的碰撞信息等。随着计算机技术快速发展,数值模拟在研究气固两相流动问题的优势日益凸显,可以获得更为全面的颗粒运动信息[6-7]。李斌等[8]采用CFD-DEM耦合的数值模拟方法对循环流化床内颗粒的混合行为进行了研究,认为增大流化风速有助于加速颗粒混合。张俊强等[9-10]采用数值模拟的方法分别研究了单孔与双孔射流流化床颗粒的混合效果,结果表明,颗粒的轴向混合速率大于径向混合速率。……

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