旋转摩擦电选起电器内粉煤灰颗粒运动特性的模拟研究

叶世旺¹，陶东平²，陶有俊^3,4，白龙¹，黄志敏¹，薛刘萍¹

1. 中国矿业大学物理学院2. 辽宁科技大学矿业工程学院3. 中国矿业大学化工学院4. 煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室

摘 要：为深入理解粉煤灰颗粒在旋转摩擦起电器内的运动特性,提高粉煤灰的荷电效果.采用标准k-ε湍流模型,结合颗粒轨道模型,分别以粒径为20,40和60μm的球形炭、灰颗粒为研究对象,对不同进气速率和摩擦轮转速下的颗粒运动进行数值仿真.模拟结果表明:颗粒在起电器内的运动行为和入口速率、摩擦轮转速、颗粒的粒径及种类均有关.在研究粒径范围内,颗粒粒径越大,平均速率越大,摩擦起电效果越好.粉煤灰颗粒的碰撞摩擦主要是与起电器外壳内壁面的碰撞摩擦以及颗粒和颗粒间的碰撞.入口速率和摩擦轮转速对颗粒的运动特性影响很大,最佳摩擦充电的条件为入口速率3 m/s,摩擦轮转速5 kr/min.颗粒在摩擦起电器右下方有堆积现象.该结论与文献中的实验结果基本一致,从而证明了本模拟结果的可靠性.

关键词：旋转摩擦电选;粉煤灰;起电器;运动特性;