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蒸汽氣流磨的能量轉(zhuǎn)換形式所產(chǎn)生的能耗遠(yuǎn)低于

2020-08-07
       最常用的空氣研磨氣體是壓縮空氣、過(guò)熱蒸汽、氮?dú)狻⒍趸細(xì)怏w和惰性氣體。由于氣源的方便性，壓縮空氣是使用最廣泛的氣體。然而，工業(yè)專家的有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)研究表明，過(guò)熱蒸汽作為研磨氣體在許多領(lǐng)域有著明顯的優(yōu)勢(shì)，值得進(jìn)一步探討。
 
       蒸汽氣流磨的能量轉(zhuǎn)換形式是：燃料過(guò)熱蒸汽的勢(shì)能和材料顆粒的熱過(guò)熱蒸汽動(dòng)能。與氣流磨削相比，有兩種能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，即過(guò)熱蒸汽-電能勢(shì)能和電能-壓縮空氣勢(shì)能。結(jié)果表明，蒸汽流磨的能耗遠(yuǎn)低于壓縮空氣流磨的能耗。在磨削過(guò)程中，以過(guò)熱蒸汽為介質(zhì)時(shí)，噴嘴出口處產(chǎn)生的風(fēng)速高達(dá)3馬赫，約為1。以壓縮空氣為介質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生5倍的氣流速度，破碎能力較強(qiáng)。
 
       為了探討過(guò)熱蒸汽對(duì)氣流磨床性能的影響，研究人員對(duì)流態(tài)化床氣流磨整體進(jìn)行了建模，并以空氣和蒸汽為工作流體，計(jì)算和分析了氣流粉碎腔內(nèi)的流場(chǎng)和溫度場(chǎng)。結(jié)果表明，過(guò)熱蒸汽介質(zhì)噴嘴出口處的最大氣流速度約為1。分級(jí)區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定的徑向和軸向流場(chǎng)速度大于空氣介質(zhì)，在微負(fù)壓條件下，分級(jí)區(qū)破碎區(qū)到粉碎區(qū)的溫度變化為150~240℃，空腔可保持干燥運(yùn)行。過(guò)熱蒸汽介質(zhì)的溫度約為1。當(dāng)采用過(guò)熱蒸汽介質(zhì)時(shí)，粉碎腔的溫度是空氣介質(zhì)的8倍，從粉碎區(qū)到分級(jí)區(qū)的溫度為150~240℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與空氣相比，水蒸氣具有成本低、臨界流速高、氣固比小、能量利用率高、抗壓強(qiáng)度高、物料在粉碎室附著力低、無(wú)靜電電荷等優(yōu)點(diǎn)。
 
       研究人員以電廠余熱蒸汽為介質(zhì)，通過(guò)氣流粉碎機(jī)低品位粉煤灰。通過(guò)調(diào)整設(shè)備的工作條件，可以高效、廉價(jià)地制備出各種微米尺寸的粉煤灰超細(xì)粉體。粒度分析和SEM照片表明，粉煤灰的平均粒徑較細(xì)，粒徑分布較窄，能有效地保護(hù)粉煤灰的球形結(jié)構(gòu)。精制后的Ⅲ級(jí)粉煤灰具有較高的火山灰活性，具有一定的減水效果。因此，利用余熱蒸汽的粉末技術(shù)是非常值得關(guān)注的。
 
       由于壓縮空氣在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，壓縮空氣是最容易獲得的磨氣。壓縮空氣也可細(xì)分為熱壓縮空氣和冷壓縮空氣。與實(shí)際應(yīng)用中的熱壓縮空氣和冷壓縮空氣相比，用熱壓縮空氣作工作液產(chǎn)生的破碎力大于冷壓縮空氣作為工作流體產(chǎn)生的破碎力，而且更經(jīng)濟(jì)。