磨粉机粉碎流场数值模拟及参数优化

摘要：采用Fluent软件对“粉碎—盘磨”两级磨粉机的粉碎流场进行数值模拟研究,对比分析刀片分布方案对循环流场的影响及规律;运用正交试验设计方法对粉碎刀片进行参数优化,分析刀片偏转角、刀片长度及刀片间距对粉碎效果的影响规律,并进一步探讨刀片转速对粉碎效果的影响;为获得磨粉最佳的性能参数,对物料粉碎进行试验,以粉碎转速、粉碎时间、磨盘间隙为影响因素,以粒度合格率和耗电量为目标函数,进行三因素三水平回归试验,利用Design-Expert软件对该模型优化求解得到最佳参数组合。结果表明:刀片呈上下螺旋状分布,刀片偏转角为60°、刀片长度为120 mm、刀片间距为等距30 mm时,有着良好的粉碎效果;刀片转速对物料最大剪切应变率、动压力、湍流动能的影响呈线性关系;当粉碎转速为1 500 r/min,粉碎时间为20 s,磨盘间隙为0.045 mm时,粒度合格率(80目以上为合格)达90.4%,耗电量为118.3 kJ。

关键词：两级磨粉机 粉碎流场 数值模拟 粉碎刀片 性能参数 

单位：华南理工大学机械与汽车工程学院; 广东广州510641; 深圳市香雅食品有限公司; 广东深圳518000