超微粉体纳米技术在各个行业中应用及其普遍,其设备粉碎强度大、粉碎颗粒粒度细、粒径分布窄、表面活性发生改变等特点,在新型材料研发、中药制备等领域发挥着巨大的作用。现代工业产品中关于材料的粒径要求愈来愈小、粒径度分布同样也要求愈来愈窄,对于分级设备的要求也愈来愈高。本论文以带有附叶片分级轮的粉碎腔为研究对象,这种分级轮在进行颗粒粉碎的时候,其结构可以产生有效涡流现象。较粗颗粒会随着气流往分级轮顶部流动,在分级轮顶部遇到附叶片会往下抛落,有效防止较粗颗粒进入分级轮内部被分离出去。分级设备中分级轮结构对分级效率和质量有着极其重要的影响,因此研究分级轮对颗粒粉碎效果的影响有着十分重要的意义。分级轮结构大多是以经验设计为主,对于分级轮的深度研究相对较少的现状,缺乏有力的理论依据。本论文运用计算机软件采用数值模拟的方法,用FLUENT软件对附叶片分级轮的粉碎腔进行模拟分析。通过采用计算流体动力学(CFD)方法,数值模拟带附叶片分级轮在粉碎腔内部气固两相流流场情况,对于分级轮的结构进一步优化设计和分级功能及性能提高等问题的解决,提供一定的理论依据。主要研究工作和结果如下:(1)建立对喷式流化床气流粉碎机粉碎腔的三维模型,利用ANSYS Wo rkbench软件模拟计算了气流粉碎机粉碎腔内部的粉碎区、流化区和分级区的流场分布,给出了碳酸锂和碳化硅材料下粉碎腔内部的速度分布云图,颗粒分布轨迹云图、粉碎腔上方的速度分布云图并给出相应的说明分析。给出不同材料下的分级轮不同位置的三个速度分布情况并做出相应的分析说明。在实习场所搭建实验装置,进行碳酸锂和碳化硅两种材料实际粉碎实验,实验和仿真数据有异常反差现象产生,针对异常现象进行分析和说明。(2)从气固耦合仿真模拟结果来看,使用气相和固相在粉碎腔里面耦合是可行的,颗粒在粉碎腔里面随着气流的带动,颗粒互相之间会产生碰撞和破碎,粉碎腔里面气固耦合得以验证。(3)本论文是研究带有附叶片的分级轮数值模拟的情况,两种不同材料的颗粒速度云图、颗粒分布云图显示分级轮附近流场情况总体还是比较好的,但从云图看出还是有轻微涡流现象产生于分级轮底部和侧面,说明带附叶片的分级轮能够一定程度防止涡流现象产生,但不能完全防止涡流现象,仿真结果表明仍有少量的较粗颗粒被分离出粉碎腔。(4)分析不同材料下分级轮从底部到顶部五个位置处三个轴向的速度分布情况,以观察剖析分级轮在分离颗粒过程中的速度分布情况,结果表明,颗粒气流z轴方向速度分布波动很大,较高位分级轮位置,速度波动越大而且反向,或导致较粗粒径会沿着分级轮叶片被往下抛落;有部分气流外溢的现象,且两侧的速度大小分布有所差异;x轴方向越往分级轮外沿走,速度最大值愈大,波动愈明显,极易造成颗粒浓度分布不均匀现象;y轴方向越往分级轮上部走,其速度越大,会产生气流外溢情况。以上结论对以后优化这种带附叶片分级轮的一些重要参数(如叶片数量、分级轮高径比等)有指导作用。(5)对实验和仿真数据进行分析,发现有几个反常现象,对反常现象进行了解释说明,针对仿真实验结果仍有较大颗粒被分离出粉碎腔,影响产品的粒径分布范围,本文提出在分级轮底部结构进行优化,加装整流板,改进设备结构参数,对喷式气流粉碎机的工业设计和推广运用提供一定的技术指导和理论依据。