3.6  GAMBIT、FLUENT和TECPLOT简介 21

3.7  小结 22

4  扁平式气流磨粉碎腔的流场模拟 23

4.1  粉碎腔数学建模及网格划分 23

4.2  粉碎腔计算条件及基本参数设置 27

4.3  粉碎腔流场模拟结果显示及分析 29

4.4  小结 31

5  粉碎腔改进设计与优化 32

5.1  改进设计与优化思路 32

5.2  不同工况比较 32

5.3  不同夹角比较 35

5.4  不同锥形进气孔数的结构比较 38

5.5  小结 41

结论 43

致谢 44

参考文献 45 

1  绪论

1.1  选题的背景及研究意义

超细粉体技术是在20世纪70年代中期得到迅速发展的一门新兴技术学科，目前在各行各业中均得到广泛的应用。自超细粉体技术产生开始，其制造技术不断改善，新型机械不断涌现，理论和实际应用都取得了骄人成就。以我国为例，2008年，我国粉体加工玉米1.7亿吨，铁矿石8.2亿吨，水泥13.9亿吨，煤炭27.2亿吨，小麦1.1亿吨，稀土矿石8.2亿吨，以及铝土、铜、金矿石等数亿吨。新材料技术、新能源技术、新工艺技术无一不体现着粉体加工技术的贡献[1]。但是超细粉体技术作为一门集结了物理、化学、材料、生物、计算流体力学、理论力学、材料力学、新材料技术、机械制造技术等学科的综合性技术，对它的理论研究需要考虑多种影响因素，理论与实际生产的同步性难度较大，很难及时地对生产过程中出现的新现象做出正确的理论分析，许多核心技术中的问题没有得到合理的解决。文献综述

本文所介绍的气流磨是目前应用较为广泛的超细粉体加工设备，它先是把干燥的压缩空气或过热蒸汽（称之为工质）通过喷嘴高速喷出，高速射流带着物料作高速流动，使物料因碰撞、摩擦而实现粉碎。被粉碎的物料与气流一同到达分级区，当物料颗粒达到细度要求时，由收集器收集。没有达到细度要求的物料，将再返回粉碎室进行粉碎，直到达到所需的细度为止[2]。本课题将对扁平式气流磨的粉碎腔进行流场模拟，为该型气流磨的设备更新和技术改进提供依据。

1.2  气流磨概述

1.2 1  国内外气流磨的发展现状

1.2.2 气流磨的发展趋势

1.3  论文的主要工作

本论文以计算流体力学相关理论为基础，综合多学科知识，借助三种计算机软件，对扁平式气流磨粉碎腔内的流场进行模拟，研究步骤如下：

   （1）应用三维造型软件Solidworks 构造扁平式气流磨整体结构，对部分结构 予以说明，表明其在整机中的作用，并重点对碰撞环分析，探究它的结构变化对模拟流场结果的影响；

   （2）简要说明计算流体力学发展历程，对在本文中使用的三维雷诺平均N-S方程、力学模型、SIMPLE算法和数值计算方法等理论知识一一介绍；

   （3）在GAMBIT构造粉碎腔并进行网格划分，然后将粉碎腔网格导入流场分析软件FLUENT中进行流场模拟，得到流场中压力、速度、速度矢量、温度、扩延性等图形，并将FLUENT所得结果导入到TECPLOT中做详细的图形结果输出，结合图形对多种结构的粉碎腔比较、分析，得到相对较好的结构，为扁平式气流磨的结构改进给出建议。