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目录摘要1Abstract

2 第1章 绪论

3 1.

1 研究背景与意义

3 1.2 课题研究进展

3 1.2.1工业干燥技术

3 1.2.2气流流化干燥

6 1.2.3流化干燥工艺与设备结构

9 1.2.4存在的问题与不足

10 1.2.5 CFD理论及应用进展

11 1.3 课题的研究重点

17 第2章 气流场模拟与设备尺寸优化

18 2.1新颖流化干燥机

18 2.2 CFD流场计算与模拟

18 2.2.1 CFD理论模型

18 2.2.2模拟计算流程

20 2.2.3 模拟计算参数

21 2.2.4 计算网格及边界条件

22 2.3 计算结果与分析

22 2.3.1均匀实验设计的模拟计算结果

22 2.3.2 优化后的流场考察

26 第3章 结论

27 参考文献

28 致谢

32 摘要带折流板的气流干燥器是一种有着良好工业应用前景的干燥机型,为降低该类设备操作时的气流阻损,减小风动力损耗,在实验室前期研究的基础上,基于计算流体力学理论及其相应的商用软件平台,结合均匀设计的科学试验安排法,对设备内部的气相流场进行了初步模拟与计算,并获得了优化的设备尺寸信息.结果表明,在计算拟定的设备主体尺寸及操作工况下,当干燥室的上锥体高度、下锥体高度、折流板距离圆筒底截面的高度及折流板的深度各自与设备圆筒主体直径之间的大小比例分别为0.

40、0.

50、0.45和0.45时,操作的风动力压降将降至最小,此时室内的流场分布也较佳. 关键词:折流板,气流干燥机,流场模拟,尺寸优化 Abstract Airflow drier with a baffle plate has good prospects for industrial applications. In order to reduce airflow losses, wind power loss, in the operation of such equipment, on the basis of preliminary studies in the laboratory, CFD theory and its corresponding commercial software platform and Uniform design of scientific experiments Arrangement Act, I have a preliminary simulation and calculation of the gas flow field inside the device and obtain the optimized device size information. The results show that when the drying chamber on the cone height, cone height, baffle size ratio between the end of the plate distance cylinder cross-section height and depth of baffle diameter cylindrical main body and equipment were 0.40, 0.50, 0.45 and0.45, the pressure drop of the operation of wind power will minimize the indoor flow field distribution better, in the calculation of the proposed equipment of the main dimensions and operating Conditions. Keywords: Baffled;

air dryer;

the flow field simulation;

size optimization 第1章 绪论 第1.1节 研究背景与意义 在化学工业和对各种材料的处理的工业过程中,随时可能用到干燥操作工艺.干燥技术的应用不仅仅是为了方便产品的储藏、运输和使用.而且在提高产品的质量和价值、减轻劳动强度和环境污染、降低成本和能源消耗等方面都能发挥巨大的作用. 近年来,随着世界人口的大幅增加、能源的日益紧张以及对环保型生产技术的强烈追求,人们对于干燥技术也早已提出了更高的期望或要求,即不再单纯满足于干燥产品的低含水量指标,同时对干燥操作的热效率、生产强度、生产周期及环境污染等均已制定了相应的指标要求,故而有效促进了大量新型干燥工艺、设备得以快速地研发与推广,其中流化床乃高效干燥机型之一. 在流化床的设计过程中,通常均采用模拟设计和相似设计的办法,绘制样机,然后按照约定比例进行放大或缩小,其间再对部分不完善的地方进行改进和革新,以此适应自身的生产条件或扩展生产能力.显然,诸如此类的设计流程和方法势必将存在较大的先天不足或缺陷,易导致生产产品的更新换代滞后,成本攀高. 本课题针对一新颖的流化床干燥机,借助计算流体力学理论及相应的商业应用软件对其内的流场进行模拟,进而优化设备的结构尺寸,该研究应具有良好的实践指导意义. 第1.2节 课题研究进展 1.2.1 工业干燥技术 干燥作为一种历史悠久的生产操作技术,是指通过气化而除去湿物料中湿分的化工分离过程.在现代工业中,干燥技术仍有着十分广泛的应用,诸多的工业产品都是经过干燥分离而制得.工业上,干燥操作不仅影响着产品的生产效率与操作能耗,且通常作为产品加工的最后一道工序,对产品的最终质量起着重要的保证作用.因此,干燥操作的技术水平将直接影响到生产企业的经济效率与市场竞争力,譬如我国有许多的工业出口产品,单就纯度而言,已经达到或超过了国外的同类产品,但只因干燥技术的落后,致使产品的粒度、色泽和堆积密度等物性指标偏低,从而在国际市场竞争中常处于劣势,如白炭黑、轻质碳酸钙等.为此近年来,国内的有关单位或部门正着力加大对干燥技术的研究力度,先后成立了各级干燥技术研究中心,组织召开了多届干燥技术交流会,并取得了阶段性的研究成果,目前已涌现出了一批专业的新型干燥设备生产与制造厂商,进而有力推动了国内干燥技术由传统的粮食、肥料、饲料、燃料、陶瓷、织物和矿物等生产领域向新兴的生物化工、高分子材料、催化剂制造、印染、食品与制药等高科技领域中的应用拓展,初步显示出良好的发展势头. 近几十年来,随着世界人口的大幅增加、能源的日益紧张以及对环保型生产技术的强烈追求,人们对于干燥技术也早已提出了更高的期望或要求,即不再单纯满足于干燥产品的低含水量指标,同时对干燥操作的热效率、生产强度、生产周期及环境污染等均已制定了相应的指标要求,故而有效促进了大量新型干燥工艺、设备得以快速地研发与推广.据文献报道,当前干燥操作的技术革新主要集中于以下几个方面,即:(1) 设计制造新的干燥设备或与干燥过程相配套的设备;