FlowCode旋转筒内颗粒混合搅拌的数值模拟与仿真研究(3)
1.2.2 颗粒性质对旋转筒内颗粒物混合与分离的影响
在对颗粒体系的研究中，利用旋转筒来实现二元颗粒体系的混合与分离是其中一个重要研究内容（见[12,13]）。旋转筒内的二元混合物不仅可以在轴向上分离，且在径向上也存在分离现象，当旋转筒的轴向尺寸较小、径向尺寸较大时，粒度较小的颗粒在内、粒度较大的颗粒在外，研究表明，密度在二元颗粒体系的混合与分离的过程起到了重要的作用，甚至可以通过控制颗粒的密度来实现分离状态的反转（见[2]）。可以利用计算机来实现仿真模拟，以准二文旋转筒内的二元颗粒混合体系为研究对象，连续改变颗粒的密度，观察二元颗粒体系在旋转筒内分离状态的不同，然后通过对颗粒体系分离指数随密度比变化关系的定量分析，利用Hong等人的渗流与凝聚竞争机理对旋转筒内分离状态的反转现象进行了理论上的探讨。
当颗粒密度相差不大时，颗粒体系表现为大颗粒在上、小颗粒在下的分离状态，此时颗粒体系的分离指数相对较大；而当颗粒密度相差较大时，颗粒体系表现为大颗粒在下、小颗粒在上的分离状态，此时颗粒体系的分离指数较小。
1.2.3 内构件（抄板）对颗粒体系混合效果的影响
考虑颗粒间的摩擦力、碰撞力来分析颗粒的运动。可以引入颗粒接触数，以不同性质的颗粒间的接触数与颗粒间总接触数的比值(混合质量)来衡量混合程度,动态跟踪颗粒间的混合程度(见[8])。
当旋转筒内没有设置抄板时，两种颗粒混合效果不好；转筒内设置抄板时，抄板在周期性地“抄起一卸出”二元混合物的过程中破坏了原有颗粒间由剪切作用引起的大小颗粒间的分离机制，混合效果显著增强。抄板形式、数目和旋转筒转速作用于颗粒间的混合，抄板的作用尤为明显。壁面周向线速度对混合的影响与抄板形式有关，在周向线速度相同的情况下，转筒内设弯抄板时混合效果最优，其次是直角抄板，而直抄板效果最差（见[3]）。 但无论是何种形式的抄板，都能够明显的改善混合效果。