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十字形挡板造粒室内干法制粉混料过程数值模拟

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硅酸盐通报 2018年第11期37卷 3545-3550页

作者：吴南星邓立钧朱祚祥余冬玲陈涛廖达海景德镇陶瓷大学机械电子工程学院景德镇333403

为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果。采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比。... 详细信息

为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果。采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比。结果表明:底部加装十字形挡板后,造粒室底部的压力分布状况更为均匀,提高了造粒室内颗粒整体速度;十字形挡板造粒室内颗粒体积分布达到71%,颗粒能够充满造粒室大部分区域,改善了底部颗粒堆积现象;颗粒合格率提高了6. 9%,流动性指数提高了6;实验结果验证了数值模拟的正确性,十字形挡板造粒室有利于促进颗粒混合,提高了颗粒的合格率及流动性,造粒效果更优。

关键词：干法制粉十字形挡板混料过程数值分析造粒室

多体底-壁组合结构夹角参数与干法制备氮化硅微球特性分析

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粉末冶金工业 2021年第6期31卷 47-53页

作者：廖达海殷明帅易嘉琦黄佳雯段桃吴南星景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403 江西省陶瓷材料加工技术工程实验室江西景德镇333403 景德镇学院机械电子工程学院江西景德镇333403

为了对氮化硅气-固两相流旋转耦合场制粒工艺中制粒室内空间参数进行优化。通过实验探究制粒室内多体底-壁结构夹角对制备氮化硅微球混合流场的影响,分析了加装不同位置多体底-壁组合结构的制粒室内氮化硅微球粒径分布,球形度及流动性指... 详细信息

为了对氮化硅气-固两相流旋转耦合场制粒工艺中制粒室内空间参数进行优化。通过实验探究制粒室内多体底-壁结构夹角对制备氮化硅微球混合流场的影响,分析了加装不同位置多体底-壁组合结构的制粒室内氮化硅微球粒径分布,球形度及流动性指数,并通过数值模拟验证实验结果准确性。实验结果表明:两相邻组合结构夹角为90°时的四边形多体底-壁结构时,氮化硅微球的优良率和合格率最高,流动性指数最佳,提高了氮化硅微球的流动性,能有效的改善颗粒的打漩现象,减少氮化硅粉体在旋转室底部的堆积,提高氮化硅粉体轴向运动趋势。根据数值仿真所得到的体积分布及速度场云图与实验结果基本吻合,验证实验结果的正确性。

关键词：底-壁组合结构夹角参数 Si3N4微球干法制粒流场分析

陶瓷干法造粒搅拌槽结构对粉体混合效果的影响

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硅酸盐通报 2019年第5期38卷 1442-1447页

作者：余冬玲郑琦邓立钧吴南星陈涛廖达海景德镇陶瓷大学机械电子工程学院

为探究圆柱形和双层正八边形陶瓷干法造粒搅拌槽对粉体混合效果的影响。采用欧拉-欧拉方法构建气-固两相流混合过程计算模型,简化搅拌槽模拟区域并通过有限体积法建立空气-粉体混合过程物理模型,利用CFD方法对两种搅拌槽内流场进行数值... 详细信息

为探究圆柱形和双层正八边形陶瓷干法造粒搅拌槽对粉体混合效果的影响。采用欧拉-欧拉方法构建气-固两相流混合过程计算模型,简化搅拌槽模拟区域并通过有限体积法建立空气-粉体混合过程物理模型,利用CFD方法对两种搅拌槽内流场进行数值计算,分析粉体体积分布与速度场,对比搅拌槽结构对粉体混合效果的影响,同时通过实验分析颗粒级配与流动性。结果表明:当搅拌槽为圆柱形时,槽壁区域形成回转抛物面,底部两侧槽底出现搅拌死角,粉体堆积度为12%;当搅拌槽为双层正八边形时,槽壁与两侧槽底湍流强度高,无回转抛物面与搅拌死角,粉体堆积度为4%。实验测得两种结构搅拌槽内有效颗粒百分比分别为71%、84%,流动性指数分别为60.66、75.5,侧面验证了数值模拟的正确性。双层正八边形搅拌槽相对圆柱形搅拌槽可有效提高粉体混合效果。

关键词：陶瓷干法造粒搅拌槽结构气-固两相流混合效果

基于CFD的建筑陶瓷干法制粉造粒室倾斜率的分析

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陶瓷学报 2016年第6期37卷 724-728页

作者：陈涛刘玉涛花拥斌宁翔徐佳杰廖达海景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403

针对造粒室倾斜率对干法制粉造粒效果的影响。基于欧拉-欧拉双流体模型建立干法造粒数学模型,简化干法造粒装置建立物理模型,模拟不同造粒室倾斜率对造粒室内坯料颗粒的分布情况,优化造粒室倾斜率,结合实验分析坯料颗粒的流动性指数验... 详细信息

针对造粒室倾斜率对干法制粉造粒效果的影响。基于欧拉-欧拉双流体模型建立干法造粒数学模型,简化干法造粒装置建立物理模型,模拟不同造粒室倾斜率对造粒室内坯料颗粒的分布情况,优化造粒室倾斜率,结合实验分析坯料颗粒的流动性指数验证数值仿真的正确性。数值分析表明:当造粒室倾斜角分别为5°、15°、25°、35°、45°时,坯料颗粒在造粒室内的体积分布依次为1/3、2/5、1/2、1/2、1/2,造粒室内坯料颗粒的最大堆积度依次为0.6、0.45、0.42、0.42、0.6,且造粒室倾斜角为25°时坯料颗粒在造粒室内分布均匀性最好。实验分析表明:当造粒室倾斜角分别为5°、15°、25°、35°、45°时,坯料颗粒的流动性指数分别为61.11、78.45、93.06、88.23、72.11,造粒室倾斜角为25°时坯料颗粒的流动性最佳。综上分析可知:造粒室最佳倾斜角为25°,此时造粒室内坯料颗粒的体积分布最大,堆积密度最小,分布均匀性最好,且坯料颗粒的流动性最佳。

关键词：干法制粉欧拉-欧拉双流体模型倾斜率体积分布

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建筑陶瓷干法造粒过程坯料颗粒含水率的研究

陶瓷学报 2017年第3期38卷 421-424页

作者：吴南星赵增怡花拥斌余冬玲方长福廖达海景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403

为改善建筑陶瓷干法造粒过程坯料颗粒含水率不均匀性问题,采用CFD方法分析建筑陶瓷干法造粒过程坯料颗粒的含水率分布情况,建立干法造粒过程坯料颗粒含水率的CFD模型,改善坯料颗粒的含水率均匀性,同时实验测量坯料颗粒的含水率验证模拟... 详细信息

为改善建筑陶瓷干法造粒过程坯料颗粒含水率不均匀性问题,采用CFD方法分析建筑陶瓷干法造粒过程坯料颗粒的含水率分布情况,建立干法造粒过程坯料颗粒含水率的CFD模型,改善坯料颗粒的含水率均匀性,同时实验测量坯料颗粒的含水率验证模拟结果的可靠性。数值仿真结果表明:当干法造粒时间分别为5.5 min、6 min、6.5 min时,造粒室内雾化水的质量百分比最大值分别约为9%、11%、12%,平均值分别约为6%、8%、9%,且雾化水的质量百分比云图均含三区间分布,坯料颗粒含水率分布均匀性较差。同时实验测试结果与数值仿真结果基本相吻合,验证了数值模拟模型的正确性,为干法造粒过程坯料颗粒的含水率研究提供了新的方法。

关键词： CFD模型干法造粒含水率均匀性

挡板结构对陶瓷干法造粒室内粉体混合效果的影响

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硅酸盐通报 2018年第12期37卷 3802-3806,3820页

作者：吴南星邓立钧赵增怡余冬玲江竹亭廖达海景德镇陶瓷大学机械电子工程学院景德镇333403

为研究干法造粒室中挡板结构对粉体混合效果的影响,通过构造欧拉两相流模型模拟粉体与空气的相互作用,采用k-epsilon RNG离散模型模拟湍流情况,采用滑移网格法和多重参考坐标系法分别求解动区域和静区域流场,分析了在造粒室内分别加装... 详细信息

为研究干法造粒室中挡板结构对粉体混合效果的影响,通过构造欧拉两相流模型模拟粉体与空气的相互作用,采用k-epsilon RNG离散模型模拟湍流情况,采用滑移网格法和多重参考坐标系法分别求解动区域和静区域流场,分析了在造粒室内分别加装三种结构的挡板后对颗粒体积分数和速度场的影响。结果表明:当挡板横截面分别为长方形、三角形和半圆形时,颗粒体积分数径向云图显示体积分数小于0. 31的面积占比分别约为26%、18%、2%;体积分数大于0. 37的面积占比分别约为1%、15%、27%;颗粒速度大于0. 54 m/s的面积占比分别约为45%、20%、40%;颗粒轴向速度大于0. 4 m/s的面积占比分别约为80%、40%、35%。该结果显示长方形挡板造粒室更有利于促进粉体混合,提高粉体流动性。

关键词：干法造粒混合效果欧拉两相流模型挡板结构

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虚拟样机仿真在机械原理课程教学中的应用

科教文汇 2018年第31期 48-50页

作者：廖达海李冠彪徐镇宇景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403

伴随着计算机科学与虚拟样机技术的快速发展,传统机械原理课程教学方式必将进行改革与创新。将ADAMS软件应用到机械原理课程教学中,借助ADAMS软件虚拟样机技术建立机构运动模型,并利用其运动仿真及运动学分析功能,输出机构各构件的位移... 详细信息

伴随着计算机科学与虚拟样机技术的快速发展,传统机械原理课程教学方式必将进行改革与创新。将ADAMS软件应用到机械原理课程教学中,借助ADAMS软件虚拟样机技术建立机构运动模型,并利用其运动仿真及运动学分析功能,输出机构各构件的位移、速度、加速度随时间变化规律曲线。该方法不仅能够激发学生对机械原理课程学习的兴趣,有效提升机械原理课程教学效果,同时克服了传统教学方式存在的缺陷与不足,实现了机械原理课程教学方式的改革与创新。

关键词：机械原理虚拟样机技术 ADAMS 课程教学运动学分析

陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的影响

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硅酸盐通报 2017年第10期36卷 3353-3360页

作者：余冬玲花拥斌吴南星廖达海朱祚祥刘玉涛景德镇陶瓷大学机械电子工程学院景德镇333403

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系。基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性。当造粒室转速分别为12... 详细信息

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系。基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性。当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM时,坯料粉体体积分布大小基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒室转速分别为180 RPM、200 RPM时,坯料粉体体积分布大小仍基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显。实验结果表明:当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM、180 RPM、200 RPM时,坯料粉体粗糙度系数平均值依次为1.79、1.77、1.68、1.74、1.78;粉体级配百分比依次为73%、77%、89%、80%、72%;流动性指数依次为63.54、66.95、69.75、68.32、67.21。综合分析说明:造粒室转速为160 RPM时,坯料粉体均匀性和分散性良好,且无明显团聚现象,此时坯料粉体粗糙度系数平均值最小、粉体级配百分比最高、流动性指数最大,即造粒效果最好。

关键词：干法造粒欧拉-欧拉双流体模型粗糙度粉体级配百分比流动性指数

挡板对陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程的影响

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硅酸盐通报 2019年第1期38卷 239-245页

作者：吴南星甘振华赵增怡余冬玲江竹亭廖达海景德镇陶瓷大学机械电子工程学院景德镇333403

为探究陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程挡板对粉体混合效果影响,构建欧拉气-固两相流模型分析空气与粉体相互作用,简化造粒区域并建立粉体混合过程三维物理模型,采用滑移网格法、多重参考系法模拟造粒室旋转运动,修正RNG离散模型分析... 详细信息

为探究陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程挡板对粉体混合效果影响,构建欧拉气-固两相流模型分析空气与粉体相互作用,简化造粒区域并建立粉体混合过程三维物理模型,采用滑移网格法、多重参考系法模拟造粒室旋转运动,修正RNG离散模型分析湍流状态。根据径向及轴向粉体体积分数分布、速度场探究不同挡板对粉体混合影响,并改进挡板位置和结构以提高粉体混合程度。结果表明:当造粒室内分别含矩形壁挡板、矩形底挡板、半圆形壁挡板时,粉体轴向体积分数高于0. 27的区域分别占总面积29%、40%、37%;粉体径向体积分数高于0. 29的区域分别占总面积24%、15%、33%;粉体轴向平均速度分别为0. 4 m/s、0. 5 m/s、0. 6 m/s;对不同粒径的粉体进行密度测定实验,当造粒室内含矩形壁挡板时,粉体密度基本为1. 9 g/cm3,一致性较好。该结果显示矩形壁挡板造粒室内的粉体堆积程度最低,粉体混合性能最优,该模型及结果能够有助于提高对陶瓷干法造粒室气固两相流流场的理解,并对造粒室挡板设计优化提供一定理论指导。

关键词：陶瓷干法造粒气-固两相流挡板粉体混合