立式磨粉机的二维结构主要由两部分组成:筒体和导向板,导向板固定在给料中空轴管上,将联接导向板和中空轴管的支撑臂省去,工作时导向板静止,筒体按一定的角速度转动,带动矿浆在筒体内流动。筒体的旋转方向为逆时针方向。
由于整个模型都是由一些简单的几何体组成,因此,在对于磨粉机中运行计算过程中采用结构化网格对其进行划分,能够有效地提高计算效率和计算精度。在二维问题中,网格类型有三角形、四边形和混合单元组合,综合考虑初始化时间、计算花费和数值耗散等因素,选择四边形网格,将模型共划分为8330个网格。
针对所计算的立式磨粉机流场为非稳态流场,故选用滑动网格模型进行计算,选择非祸合求解器,用SIMPLE算法对速度-压力场进行求解。
是经过1000秒迭代后磨机转速250r/min时筒体横截面速度全矢量分布,速度单位为m/s,磨机筒体内流体的流向。紧贴着筒体作离心运动的流体在导向板的作用下改变了运动轨迹,一部分仍然继续作离心运动,另一部分则沿着导向板内侧面作直线冲击运动。显示的颜色可以看出流场的速度梯度,离筒体中心越远的流体速度越大,离筒体中心越近的流体速度则越小。可以看出,整个流场实际上是一个大旋涡,这个旋涡受到了导向板的破坏,可以看成是一种受干扰的有轴向流的轴对称旋涡,当转速较高时,旋涡内部的大部分区域都是空心的。因此,磨机的主要研磨区域存在于远离筒体中心靠近筒壁的环形带,这个区域产生的作用力有挤压力、剪切力和冲击力,这些力是起研磨效果的主要作用力。