水泥作为基础的建筑材料,用户对其质量及使用性能的要求在不断地提高。大量实验和研究证明,水泥的粒度分布是与水泥性能有明确定量关系的细度参数。选粉机作为水泥生产的主要分级设备,是调整水泥粒径分布的重要一环。因此,对选粉机分级技术与设备的研究十分必要。本文采用数值模拟的方法对选粉机的分级性能进行研究。为了验证数值模拟的可行性及准确性,对现有设备进行实验验证。此外,依据数值模拟的计算结果,本文对选粉机内的部分结构进行了改进,以达到提高选粉机分选性能的要求。首先,在流体流动守恒定律的基础上,引入气相和气固两相数学模型,为选粉机的研究提供依据;为了分析单颗粒在选粉机环形区的受力状况,本文对水泥的粒径分级公式进行了推导,为水泥颗粒的分级过程提供了理论支撑。其次,本文对选粉机的分级效率进行了实验测定。在实际工况下,测得水泥颗粒的实际密度和水泥物料的粒径分布,为验证数值模拟的正确性提供参数。归纳总结了水泥粒径分布的最佳级配,为提高选粉机的分级性能提供依据。再次,本文应用计算流体力学软件对选粉机的分选过程进行了仿真分析。通过分析选粉机内流场的速度、压力和湍流的分布特性,发现选粉机内存在环形区速度分布不均匀、局部能量消耗过大的问题。为了更加直观的观察固相颗粒的运动轨迹和运动特性,本文对选粉机内部固相颗粒进行稳态和非稳态追踪。在此基础上,将数值模拟和实验测定的选粉机的分级结果进行比较,验证了数值模拟的准确性。最后,针对选粉机出现的问题,本文自主设计了一种新型导风叶片结构,并采用标准偏差的方法对环形区的径向速度和切向速度进行比较。结果表明,环形区的速度分布均匀性和局部能量耗损情况得到有效改善,选粉机的分级效率有了显著的提高。此外,为了提高选粉机的分级能力,本文探讨了不同高度的转笼对选粉机分级性能的影响,为优化选粉机的转笼结构提供了思路。