选粉机的流体力学仿真如何优化结构设计？

发布日期：2025-06-13 作者：点击：

CFD（计算流体力学）仿真为选粉机结构优化提供了数字化手段。在 ANSYS Fluent、COMSOL Multiphysics 等软件中，采用雷诺时均方程（RANS）或大涡模拟（LES）方法，结合离散相模型（DPM），可模拟气固两相流在选粉机内的运动。通过划分高精度网格（最小网格尺寸 0.5mm），能准确捕捉气流边界层和颗粒轨迹。

以导向叶片优化为例，仿真发现原叶片设计在叶片尾缘产生强烈涡流，导致 15% 的颗粒短路通过分级区域。通过将叶片曲率从 R=100mm 调整为 R=150mm，并采用后掠角设计（15°），仿真显示涡流强度降低 60%，内部流场均匀性提高 40%。结合拓扑优化算法，对壳体结构进行轻量化设计，去除非受力区域材料，在保证强度（安全系数≥3.0）的前提下，使设备重量减轻 12%，制造成本降低 8%。某企业通过仿真优化后，选粉机的能耗下降 15%，分级效率提高 7 个百分点。

选粉机