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干燥机单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟

收藏本文 2024-02-09 点赞:7473 浏览:23728 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:单通道滚筒干燥机在对流为主的传热方式下工作,广泛运用在化工、轻工、煤炭、建材以及冶金行业。本论文介绍了滚筒干燥机的工作原理,并采取流体力学软件FLUENT对干燥机内的气相和离散相流场分别进行浅析和探讨,得到对实际干燥操作具有指导作用的模拟结果。首先运用前处理技术完成网格的划分工作,然后进入后处理中进行一系列的设置和探讨浅析。本课题主要是以气相和气固两相两方面进行模拟,气相模拟选用的物理模型较少,所以迭代的速度很快。转变入风口尺寸重新模拟气相流场,并浅析比较转变前后流场的变化情况,气相模拟的结果可为气固两相的浅析提供参考。气固两相的探讨历程比较复杂,采取标准的k—ε模型,蒸发模型,混合模型,组分输运模型,选择SIMPLE算法,入口和出口分别施加速度入口和压力出口的边界条件,得到流场的速度图、温度图和压力图,转变案例即增加挡风板,再次模拟气固两相流通过比较得出结论:增加挡风板十扰了气流的流动,不仅使能源得到了有效的利用,而且降低了最大流速,增加了物料滞留时间,提升了干燥质量。分别选取uniform和Rosin-Rammler策略定义颗粒尺寸分布,利用离散相模型进行颗粒运动轨迹的探讨,模拟出颗粒直径分布图和颗粒停留时间分布图。得出结论:颗粒直径越小,追随性越好,在滚筒内受热风影响越显著;颗粒直径越大,惯性越大,离心力越大。本论文基于流体力学和传热学的论述,提供了单通道滚筒干燥机内流场的探讨策略,得到了气固两相流场连续相和离散相的模拟结果,并与生产实际相比较,证明了所得结果是符合实际的。这些结果为后期干燥机结构的改善和优化提供了依据。关键词:滚筒干燥机论文气相论文气固两相流论文离散相论文

    摘要5-6

    Abstract6-12

    第1章 绪论12-20

    1.1 概述12-15

    1.1.1 干燥技术及其设备13-14

    1.1.2 干燥技术的未来走势14-15

    1.2 干燥原理15

    1.2.1 外部条件制约的干燥历程15

    1.2.2 内部条件制约的干燥历程15

    1.3 滚筒干燥机概况15-18

    1.3.1 滚筒干燥机的国内外近况15-17

    1.3.2 滚筒干燥机工作原理17-18

    1.4 本论文探讨作用、探讨内容及探讨策略18-20

    1.4.1 课题探讨作用18-19

    1.4.2 主要探讨内容19

    1.4.3 探讨策略19-20

    第2章 计算流体动力学论述基础20-36

    2.1 计算流体动力学20-24

    2.1.1 计算流体动力学概述20-21

    2.1.2 流体力学基本概念21-22

    2.1.3 流体流动的分类22-24

    2.2 湍流在CFD中的运用24-30

    2.2.1 湍流的性质24

    2.2.2 FLUENT中的湍流模型24-30

    2.3 气固两相流论述30-36

    2.3.1 两相流探讨近况30-31

    2.3.2 两相流基本方程31-36

    第3章 滚筒干燥机内流体有限元模型的建立36-46

    3.1 前处理器Gambit概述36-39

    3.1.1 几何建模能力36

    3.1.2 网格生成技术36-37

    3.1.3 区域模型的设定37-39

    3.2 计算模型的建立39-41

    3.2.1 滚筒干燥机结构简化39

    3.2.2 流体计算模型相关参数39-41

    3.3 网格的划分41-44

    3.4 边界条件定义44

    3.5 褐煤的物理性质44-45

    3.6 本章小结45-46

    第4章 滚筒干燥机内单相流的数值模拟46-62

    4.1 传热学基础46-48

    4.1.1 热传导46

    4.1.2 热对流与对流换热46-47

    4.1.3 热辐射47-48

    4.2 参数计算48-51

    4.2.1 滚筒干燥机工作参数确定48-49

    4.2.2 进出口边界条件计算49

    4.2.3 边界湍流参数确定49-51

    4.3 求解的设定51-52

    4.3.1 求解器的选择51

    4.3.2 湍流模型51

    4.3.3 能量模型的设定51

    4.3.4 操作环境的设置51

    4.3.5 算法的选择51-52

    4.4 结果浅析52-58

    4.4.1 气相温度场52-54

    4.4.2 速度场模拟54-55

    4.4.3 静压浅析55-56

    4.4.4 动压浅析56-57

    4.4.5 总压浅析57-58

    4.5 变结构气相模拟58-62

    4.5.1 变结构气相速度场59-60

    4.5.2 变结构气相温度场60-62

    第5章 滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟62-86

    5.1 引言62

    5.2 物料模型的简化62

    5.3 气固两相流模拟62-63

    5.3.1 入料口速度62-63

    5.3.2 边界湍流参数确定63

    5.4 求解的设定63-65

    5.4.1 多相多组分的设置63

    5.4.2 物理材料的定义63-64

    5.4.3蒸发模型64-65

    5.5 结果浅析65-72

    5.5.1 温度场浅析65-67

    5.5.2 速度场浅析67-69

    5.5.3 压力场浅析69-72

    5.6 转变滚筒干燥机结构72-78

    5.6.1 变结构温度场72-74

    5.6.2 变结构速度场74-75

    5.6.3 变结构压力场75-78

    5.7 离散相模拟78-83

    5.7.1 离散相模型的设定78

    5.7.2 定义射流源78-80

    5.7.3 离散相边界条件80

    5.7.4 结果浅析80-83

    5.8 本章小结83-86

    第6章 结论与展望86-88

    6.1 结论86

    6.2 展望86-88

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