外文翻译--一种新型风动式选粉机对极细粉末分级的研究 中文版.doc

一种新型风动式选粉机对极细粉末分级的研究社河内敏彦，森本宏摘要:近年来,在极细粉末领域的需求很大,极细粉末被用在高级的材料上,例如,在IT工业的电气部分里。尤其，对极细粉末直径的控制要求在提高。风动式极细粉末分级机、选粉机正是迎合这一要求的设备。但是没有阐明在流体环境中实现高性能的研究。在研究中，提出了一种新型的风动式极细粉末选粉机，并且通过带有一组栅格和油点的可见的流体的方法和对气体流速的测量把性能和流体环境联系起来。基于这些结果，这个新型选粉机将具有很大的涡流流动速度,它能够精确地将极细粉末分选出来。关键字：料气流；风动式选粉机；极细粉末；可见流体；速率分量1.介绍先进的工业原料，诸如精细陶瓷，超导材料，磁性粉末，打印机用的墨粉等等，这些通常的形态都是细微的粉末。近年来，由于高速发展的IT业，控制颗粒直径的设备，如将细粉均化（粉碎机）然后排列有机或无机干材料的细微粉状颗粒（选粉机），它们已经从颗粒微米级彻底地转变成亚微米级（在下文中，这被称为极细粉末，1微米或是更小）。现在，许多种的选粉机在商业上都是有用的。例如，旋风式选粉机、反向气流式选粉机和叶轮式选粉机，这些选粉机被广泛地用在粉末材料的制造过程中，尽管选粉机能在干燥的环境中分选出极细粉末并并且在工业领域没有这样的选粉机。在这篇论文中，将介绍一种新型的风动式极细粉末选粉机（下文中称为新型选粉机）。新型选粉机运用一种新的涡流和满足上面提到的设备。可以想象有一个理想流场来为所有提供的细粉产生一个大的离心力，这个力能正确地将极细粉末分选出来。这个流体环境由可见和观察的流动，即气流流速分量的测量和分选实验来证明。当一个选粉机有高性能时在数量上理解流场是很重要的。另外，分选性能通过一个用一些如碳酸钙二氧化钨的细小颗粒的实验来证实。所以，这个新型风动选粉机可以分选出亚微米级的极细粉末。12.极细粉末的分选概念，实验的建立和程序2.1.概念和实验的建立为了分选出极细粉末，在每一颗颗粒上施加一个大的离心力是很重要的。这种新型的选粉机有一个圆锥形的选粉区，并且大部分涡流流动通过百叶窗口向上流动，然后因为涡流半径变小所以切线方向速度迅速地增加。每一颗颗粒都能因为切线方向很大的速度而得到大的离心力。这种新型选粉机不仅有非常高的选粉性能，而且有很高的喂料速度。通常细粉选粉机选粉性能很高，但是喂料速度就很低。图1是风动式选粉机。这种选粉机只运用涡流的流动，在内部并没有运动部件。这种选粉机由一个分散区i、锥形选粉区ii、导向叶片区iii组成。粉状物料进入分散区，而空气从外面通过导向叶片（下文中称为百叶窗口）被导入，这些导向叶片高20mm长77mm，产生一个涡流流动。分散区有一个主喷嘴用来在直径12mm的范围里提供物料，分散喷嘴和分散锥。选粉区有一个角度=20°的下表面，而同样在选粉区的上表面的角度=60°。此外，含有细粉的涡流空气的出风管的直径D=60mm，它在选粉区下表面的中央，5mm宽的排气缝作为粗粉的出口分布在外圈。分散锥设在选粉区的正上方,它能防止物料直接地流出去。图1极细粉末选粉机2图2是实验建立的示意图。空气（一次风）带着细粉流动，空气（二次风）流动以分散颗粒而空气（三次风）被风机从百叶窗口吹入，所有的空气通过在外面的布袋收尘器过滤。图2建立实验选粉机的中轴可以看成x坐标，而半径为r坐标（见图1）。一次风夹带着的颗粒在被二次风很好地分散后从顶部沿x方向，重力方向，流入圆锥形的选粉区。三次风通过均匀分布在底部外围的百叶窗中间的通道方向一致地吹入选粉区。圆周方向均匀地分布着16片导向叶片（A-A断面），在百叶窗之间的宽度在1到7mm的范围内是可变的。导向叶片的安装角度i取决于导向叶片之间通道的宽度，可以在7°到15°范围内变动。风从百叶窗之间的通道通过时便产生了涡流。一次风、二次风、三次风的体积流量比为7：3：90。那么，涡流在选粉区内的流动特性便取决于三次风。此外，在选粉区内的涡流形成了一个三维的复合流动区，这个区域里存在着离心力。当涡流运动时，三次风在圆锥半径方向（向心）流动，到了中心处风变通过出风口排出。另一方面，混合着物料的一次风与涡流在很好地被二次风分散后一起从主喷嘴引入分散区。涡流的方向和在选粉区里的方向一致。被引入选粉区的物料在圆锥上部区域受到一个大的离心力作用，于是粗粉在半径方向上被分离出来，然后通过底部3的排气缝收集起来到达选粉区外部的斗仓。在选粉区中央附近带有极细粉末的递减气流从出风口排出，然后由布袋收尘器收集细粉。2.2.速度分布的测量如图3是一个用来测量在选粉机内速度分布的实验。一个直径1mm、长300mm的偏航计，它带有一个直径0.5mm的单孔，在选粉区内它以正确的角度方向（r轴）插入中心轴（x轴）。在x=105mm的r轴截面处测量速度分布。偏航计能沿着r轴和绕自己的轴旋转，可以在r和x方向上特定的半径位置测量速度。水平方向作为=0°，它以每10°垂直地旋转到=120°（总共240°），压力通过用水银压力计测量（如图2）。既然这样，流如空气的总量为Q=6.5m3/min(常量)，百叶窗之间的通道的宽度以wl=3,5和7mm改变。在每一个测量位置上流动方向（上下的角度）通过压力分布被计算出，而气流速度通过静态和动态压力算出。每个速度分布的实验仅适用于一个单独的阶段，这时的气流是不含细粉的。图3通过偏航计测量速度