page 35 - 水泥科技202202
p. 35
水泥科技 stc
不同结构对旋风筒影响的数值模拟
崔洪坤 刘志强
（合肥水泥研究设计院有限公司， 安徽 合肥 230051）
1 引言
水泥生产是资源和能源消耗型产业，我国是水泥生产和使用大国。在当前经
济形势下，只有不断优化设计水泥生产设备，才能达到节能降耗的目的 [1-2] 。旋风
筒是新型干法水泥生产的主要设备之一，生料与气体分离在旋风筒内完成，分离
效率可达到 85%~98%，旋风筒的分离效率和压力损失直接影响单位熟料产品的能
[3]
耗 。因此，深入研究不同结构参数的旋风筒速度场、压力分布及颗粒运动轨迹具
[4]
有重要意义，开发低压损、高效率的旋风筒十分关键。胡月 采用实验测量和数值
模拟相结合的方法研究旋风筒内不同入口气速变化对流场压力波动的影响。董立
[5]
龙 等人采用 fluent 软件模拟某 5000t/d 水泥熟料生产线 c1～c5 级旋风筒气相冷
[6]
流场的速度和压力。毛娅 等人分别采用拉格朗日单向耦合方法与欧拉多相流方法
对 6000t/d 预热器 c1 级旋风筒进行气固两相流的数值模拟。
本文以计算流体动力学为基础，利用 solidworks 软件建立旋风筒三维模型，
通过调整旋风筒入口截面积、内筒插入深度及直筒高度等不同结构参数，分析旋
风筒内速度场、压力分布及分离效率的变化情况，为优化旋风筒设计，提升旋风
筒工作性能提供理论依据。
2 几何模型及网格划分
图 1 为采用 solidworks 软件建立的旋风筒模型。按照旋风筒实际尺寸建立 1:1
比例的三维几何模型，模型如图 1(a)所示，内筒的厚度远小于模型外形尺度，故
都将其厚度忽略。模型建立之后，对旋风筒模型进行网格划分并将模型离散化，
即通过有限的网格节点来描述实际的空间连续实体。考虑到模型复杂的内部结构，
计算区域采用结构化和非结构化的混合网格进行划分，模型网格划分如图 1(b)所
33 2022.no.2