中文摘要：

以涡流空气分级机为实例依据旋转流的平面化趋向和泰勒柱效应理论、湍流理论、涡量理论等基本原理分析机内空气和气固两相流运动特性、影响分级效率及精度的诸因素、高效高精度分级以及低阻力的空气分级机结构和气固两相流最优流程，提出并建立数学模型。依据物理、流体力学、概率与数理统计等基本理论研究机内粉料动态分散机理、途径以及流场对物料分散的影响，建立数学模型。在模型机上采用五孔球形测针、基于电容法和激光多普勒测速仪测定流场，验证理论分析。采用物料实验验证理论分析和测量结果，修正和完善建立的数学模型。该研究的理论意义在于探明涡流空气分级机的分级机理、机内粉料动态分散的机理和途径，建立分散评价标准，确定实现高效、高精度、低阻力运行时涡流空气分级机的结构、两相流流程，完善"空气动力筛"分级理论。实际意义在于改进和开发出高效率的涡流空气分级机用于生产，提高生产效率和产品质量，节省能源、降低生产成本。

结论摘要：

以涡流空气分级机模型机为实例，依据湍流等基本理论分析机内空气和气固两相流运动特性，粉料分散途径以及流场对物料分散、分级的影响。采用物料实验研究进料管通风、进料流态化预分散、机械和气流联合分散进料、蜗壳内加与不加水平隔板、转笼底盘开口与封闭对分级机分级性能的影响,得出规律。激光多普勒流场测量表明环形区切向速度沿径向为自由涡分布，沿轴向分布不均，转笼附近气流切向速度滞后于转笼外边缘的旋转速度；径向速度为一点汇流，环形区上部、中部区域径向速度大于理论上的径向速度；轴向速度在近导风叶片处分布较均匀，但随半径的减小而增加。转笼底盘封闭与开口相比，环形区轴向速度降低，径向速度分布基本不变，转笼底盘开口使环形区切向速度出现"速度延迟"。当转笼外缘旋转的切向速度低于环形区靠近转笼叶片处气流的切向速度时，叶片进行面处出现漩涡；当两者速度相近时，流场较为均匀；当高于气流的切向速度时，叶片退行面处出现漩涡，旋涡大小与二者的速度差值有关。利用Fluent软件对不同工况流场进行数值模拟和分析，模拟数据与测量结果吻合。改进转笼结构，转笼叶片间流场更均匀。为改进、研制高效、高精度的涡流空气分级机提供理论基础。