2015第6期胡彪修改稿及相关-应用力学学报.pdfVIP

第32 卷 第0 期 应 用 力 学 学 报 Vol.32 No.0 20 15 年00 月 CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS Xxx. 20 15 基金项目：“十二五”国家863 计划项目 “废混合塑料精准识别分离关键技术与装备”( 2012AA063007) 。 收稿日期：2014-09-09 修回日期：2015-04-03 第一作者简介：胡彪，男，1962 年生，硕士，天津理工大学，教授；研究方向—— 资源循环利用管理、技术与装备研究。 E-mail: hubiaomail@126.com 。 第0 期 胡彪，等：基于Fluent 的废旧塑料精准分选装置设计研究 2 第0 期 胡彪，等：基于Fluent 的废旧塑料精准分选装置设计研究 3 文章编号：1000- 4939(2015) 00-0000-00 基于Fluent 的废旧塑料精准分选装置设计研究 1,2 1 2 2 3 胡彪 王树桐 汤桂兰 任力 张书豪 (1 天津理工大学管理学院 300384 天津；2 天津子牙环保产业园有限公司 301605 天津；3 天津理工大学环境科学与安全工程学院 300384 天津) 摘要：本文首次研究了一种可以接收指令自动将塑料精准分选的风力分选装置，即带有电磁阀门 的空气喷嘴和收料仓。分析了分选物在考虑空气阻力下的运动模式，建立了分选物落点与初始速 度的关系，并确定分选边界等参数。运用Fluent 软件中Realizable k-ε 模型对空气喷嘴各尺寸参数 进行数值模拟分析，讨论其对分选物落点以及分选精度的影响。结果表明：分选物落点水平位移 随入口流速增大，随管径增大而明显增加，分选精度随之提高。管长和收缩角对分选精度有复杂 影响。最终确定风力分选装置的最优参数为管长为20mm ，收缩角为5°时，可获得最高分选精度。 并在大样本重复试验中验证了理论分析结果的合理性。 关键词：空气喷嘴；Fluent；精准分选；设计研究 中图分类号：Th122 文献标识码：A 速输送带并加速，通过输送带尾端的近红外光谱识 1 引 言 别装置，分析反射光波长与数据库中相应波长比对， 废混合塑料再回收过程中所必需的预处理环 发出分选指令，将待分选塑料归入指定的收料仓中。 节中，利用风力分选处理是较理想的解决方法。目 输送带末端垂直输送带行进方向的上下两侧分别放 前国内普遍选取卧式气流分选机进行废旧塑料处理 置与输送带等宽的喷嘴阵列，喷嘴间距相同，均装 前的机械分选方式。其中，山东理工大学杨先海[1] 有电磁阀门用于接收分选信号。阵列后方依次放置 等首先研究了塑料分选的工作机理,建立物料在分 三个收料仓。若识别为材料A ，则上方相应位置的 选过程的数学模型，并对垃圾堆密度、气流速度、 喷嘴阀门接收信号并打开，改变其轨迹落入收料仓 气流倾角、分选区高度对分选率的影响进行讨论。 1。若识别为材料B ，则下方相应位置的喷嘴阀门打 [2] 宁波大学李兵 等在此基础上进一步利用Fluent 软 开，改变其轨迹落入收料仓 3 。若识别为材料C， 件进行模拟实验，从而确定了进风角度等具体运行 则按原轨迹落入收料仓2 （图1）。 参数的最优值。 近红外光谱识别分选是塑料分选领域里一项 先进技术。相比传统的风力分选方法，近红外光谱 识别分选因其更高的分选精准性和分选效率，而具 有更好的发展前景