采用針盤式粉碎機對物料進行粉碎，粉碎機內部流場是典型的氣固兩相流。研究兩相流有Eulei-Lgangf和Euler―Euler方法。顆粒軌道模型是EHr一Lagange方法體系下的兩相流模型之一，與其他兩相流模型相比，該模型的優(yōu)點是無需構造顆粒的湍流模型，易于模擬有復雜經(jīng)歷（如顆粒的破碎、凝并）的顆粒相，且沒有數(shù)值擴散，但該模型的計算過程卻相對復雜141.隨著計算流體力學的發(fā)展，顆粒軌道模型已經(jīng)能夠廣泛地用于工程模擬。筆者選用商業(yè)軟件，1祚為計算工具，模擬了粉碎腔內物料流場區(qū)域的流動狀況。對氣相采用重整化群（RNGk―雙方程湍流模型，對顆粒相采用隨機軌道模型，考慮顆粒間碰撞，顆粒與粉碎腔體內壁面的碰撞，研究了不同轉速、不同間隙、不同形狀的粉碎部件對粉碎腔內氣術的速度場、壓力場變化以及顆粒相軌道變化的影響。

　　1物理模型及網(wǎng)格劃分1.1物理模型模擬所用的主要設計參數(shù)取自臺灣凌廣工業(yè)股份有限公司的針盤式粉碎機。其主要部件為定、轉子模擬參數(shù)如表1所示。

　　表1模擬參數(shù)項目數(shù)值物料處理量/（kh4進口氣流速度/（m.ri）定。轉子銷棒長度/mm進口直徑/mm出口直徑/mm出口壓力（表壓）/Pa因為銷棒的長度是定、轉盤徑向尺寸的1/10以上，中心斷面可以簡化成二維問題進行模擬，經(jīng)簡化的計算模型如所示。

　　1.2劃分網(wǎng)格為研究不同運行及結構參數(shù)（如轉子轉速、定轉子銷棒間隙、轉子葉片與葉輪徑向夾角）對粉碎腔內物料流場的影響，將前述幾何結構進行源項，這里為0￡為端流耗散率，aka、C、、CL、均為常量，k=aE=l.39C=1.44C=1.68C=1.92ak和a、是k方程和、方程的湍流Pandt數(shù)；R為強旋流的修正項；其余參數(shù)物理意義見。

　　22固體顆粒的控制方程。重整化群k一e雙方程湍流模型在k一￡模型基礎上，修正了湍流黏度及、方程，反映了主流的時均變化率，能更好地處理高應變率及流線彎曲程度較大的流動。k方程與、方程見式（1）和（2）。

　　（m.SQ為平均速度梯度產(chǎn)生的湍流動能，kQ為浮力產(chǎn)生的湍流動能，Y為可壓縮湍流mcd為阻力系數(shù)無量綱）與顆粒雷諾數(shù)及顆粒形狀有關；Re為相對雷諾數(shù)（顆粒雷諾數(shù)）無量綱；Fhe為其它相間作用力，N）右端第一項為單位質量顆粒所受阻力，第二項為顆粒的重力與浮力之差，最后一項代表顆粒所受其它作用力，主要包括視質量力、布朗力、Safmn升力等，視質量力主要作用于流體密度大于顆粒密度的情況，該力在計算中不予考慮，而布朗力和Safan升力均對亞觀粒子（直徑1 ~10Zm）而言，粉碎腔內物料顆粒的平均直徑一般大于10/m故不需要考慮這兩種力。

　　23射流源定義Roi與Ramnle等人通過對煤粉、水泥等物料粉碎。由（5試可知，―d為Y=edQ 368時的顆粒直徑。

　　由得到的擬合曲線，可計算出d=顆粒直徑入射顆粒粒徑Roin-Rmmle分布及其平均值ni本算例中nvr=i.77將算得的d與n輸入Fluen中，可得到顆粒的粒徑分布。將射流源定義為面射流源，材料為花生粉末，實驗測得其密度為11002kg/ni，質量流率為05kg/S進口速度為05m/S方向與重力方向一致。

　　24顆粒一壁面撞擊模型國外采用高速攝像的方法及相關研究，分析出顆粒粉碎的作用主要來自顆粒與壁面的撞擊?？梢钥闯觯w粒在定子區(qū)域附近發(fā)生了回流。一般來說，顆粒在定轉子銷棒間發(fā)生的回流有利于顆粒的多次粉碎。但在粉碎區(qū)的外緣即葉片附近區(qū)域回流應當減小，采取的辦法就是如前面所分析的，減小葉片與徑向的夾角（0°　　4為顆粒群平均馳豫時間隨轉速的變化。

　　轉速提高，顆粒群的平均馳豫時間減小，單位時間內處理量提高?？梢钥闯?，這種趨勢卻隨著轉速的提高不斷下降，因此一味追求高速旋轉使生產(chǎn)效率提高也是不可取的。并且，對于不同物料，轉速也有不同的使用范圍。對于硬脆性物料，例如礦石、金屬顆粒，高速旋轉碰撞有利于粉碎；但對于花生、藥材等塑性、熱敏性顆粒，高速碰撞會使得顆粒獲得的能量大于其破碎需要的能量，多余的能量轉化為熱能，使物料產(chǎn)生粘結，粒度難以粉碎，因此對于不同物料，轉速需要控制在不同的范圍內，且具體范圍需要通過實驗確定。

　　5總結根據(jù)針盤式粉碎機粉碎部件的實際結構和工作參數(shù)，對粉碎腔內的氣固兩相流場進行了數(shù)值研究。氣相采用RNGk―e雙方程模型，顆粒相采用隨機軌道模型。得出了不同轉速、定轉子及葉片結構下粉碎腔內的流場分布和顆粒運動軌跡，為分析粉碎腔內的物料粉碎特性提供了可視化描述，也為該類粉碎機的結構及參數(shù)優(yōu)化提供了理對于數(shù)量多且屬性復雜的顆粒，F(xiàn)Uen能夠從顆粒受力、湍流擴散作用以及顆粒粒徑分布等方面進行精確定義。

　　在轉子銷棒的高速撞擊下，物料顆粒在定子區(qū)會形成回流，有利于顆粒的再粉碎；小的定、轉子周向間隙和徑向間隙也有利于顆粒的多次粉碎，提高粉碎效率；轉子葉片與徑向夾角應減小，有利于出料。

　　對于不同物料，粉碎機的轉速應控制在與其結構尺寸相匹配的范圍內，可以達到更好的粉碎效果。