微型回转炉因其连续操作、受热均匀等优势,被广泛用于电池材料煅烧、催化剂再生等粉体热处理。然而,其核心性能&尘诲补蝉丑;&尘诲补蝉丑;物料混合均匀性,高度依赖设备倾角(&迟丑别迟补;)与转速(苍)的协同调控。本文通过示踪剂法与图像分析,系统研究二者对混合效率的影响。
实验装置为Φ30×300 mm石英微型回转炉,填充20 g Al?O?粉(d??=10μm),加入1%蓝色染料作为示踪剂。考察θ=2°–8°、n=2–10 rpm组合下的混合时间(T??,即90%均匀所需时间)。高速摄像结合灰度分析显示:
当n过低(<3 rpm),物料呈“滑移流”,混合缓慢(T??>15 min);
n过高(>8 rpm),物料贴壁旋转,形成“离心隔离”,混合恶化;
较佳区间为n=4–6 rpm,此时物料呈现“cascading(瀑布流)”运动,T??≈5 min;
倾角增大可缩短停留时间,但&迟丑别迟补;&驳迟;6&诲别驳;时物料流速过快,混合不充分。

进一步发现,&迟丑别迟补;与苍存在耦合关系:低倾角需较高转速维持流动,高倾角则需降低转速延长作用时间。通过无量纲数(贵谤辞耻诲别数贵谤=苍&蝉耻辫2;谤/驳)分析,贵谤=0.1&苍诲补蝉丑;0.3为较优混合区间。
实际应用于LiCoO?煅烧时,采用θ=5°、n=5 rpm,产物Co分布RSD<2%,远优于固定床的8%。本实验为微型回转炉工艺参数设定提供了量化依据,强调“动态平衡”而非单一参数优化,对实验室到中试放大具有指导意义。