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傾斜角度與轉速對微型回轉爐內物料混合均勻性的影響實驗

更新時間:2025-11-21      點擊次數:226
  微型回轉爐因其連續操作、受熱均勻等優勢,被廣泛用于電池材料煅燒、催化劑再生等粉體熱處理。然而,其核心性能——物料混合均勻性,高度依賴設備傾角(θ)與轉速(n)的協同調控。本文通過示蹤劑法與圖像分析,系統研究二者對混合效率的影響。
 
  實驗裝置為Φ30×300 mm石英微型回轉爐,填充20 g Al?O?粉(d??=10μm),加入1%藍色染料作為示蹤劑。考察θ=2°–8°、n=2–10 rpm組合下的混合時間(T??,即90%均勻所需時間)。高速攝像結合灰度分析顯示:
 
  當n過低(<3 rpm),物料呈“滑移流”,混合緩慢(T??>15 min);
 
  n過高(>8 rpm),物料貼壁旋轉,形成“離心隔離”,混合惡化;
 
  較佳區間為n=4–6 rpm,此時物料呈現“cascading(瀑布流)”運動,T??≈5 min;
 
  傾角增大可縮短停留時間,但θ>6°時物料流速過快,混合不充分。

 


 
  進一步發現,θ與n存在耦合關系:低傾角需較高轉速維持流動,高傾角則需降低轉速延長作用時間。通過無量綱數(Froude數Fr=n²r/g)分析,Fr=0.1–0.3為較優混合區間。
 
  實際應用于LiCoO?煅燒時,采用θ=5°、n=5 rpm,產物Co分布RSD<2%,遠優于固定床的8%。本實驗為微型回轉爐工藝參數設定提供了量化依據,強調“動態平衡”而非單一參數優化,對實驗室到中試放大具有指導意義。
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