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目录摘要

1 Abstract

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布风板的结构型式

8 1.2.3 CFD计算方法及软件

11 1.3 课题的研究重点

15 第2章CFD计算及设备尺寸优化

17 2.1带波纹布风板的卧式流化床

17 2.2 CFD流场计算与模拟

17 2.2.1 CFD理论模型

17 2.2.2计算流程

19 2.2.3 模拟计算参数

20 2.2.4 计算网格

20 2.3 计算结果与分析

21 2.3.1模拟计算结果

21 2.3.2 优化后的流场考察

24 第3章 结论

26 参考文献

27 致谢

31 摘要针对带新型波纹布风板的卧式流化床,为进一步降低操作压降,拟在文献调研的基础上,基于计算流体力学理论及相应的商用软件,结合均匀设计法,开展设备主体结构的设计优化研究.结果表明,在计算拟定的设备主体尺寸及操作工况下,当流化床的进口锥体长度、进口直径、出口锥体长度及出口直径各自与设备主体圆筒直径间的尺寸比例依次为0.

60、0.

35、0.70和0.30时,操作的风动力压降可降至最小,此时床内的流场分布效果也较佳. 关键词:卧式流化床,波纹布风板,计算流体力学,设备结构,尺寸优化 Abstract In order to reduce the operating pressure drop more, it was started to carry out the research of horizontal fluidized bed with a new corrugated distributor , about the size optimization of the main structure, on the basis of the literature research and computational fluid dynamics theory with the corresponding commercial software, and combines with uniform design method. The results showed that in the condition of the main body'

s computing size and operating conditions, the operation of wind power presure drop would be reduced to minimum and the flow field in the bed was also better when the size of the ratio respectively between imports cone length,inlet diameter, the export cone length , export diameter and cylinder'

s main body in diameter were 0.60,0.35,0.70 and 0.30. Keywords: horizontal fluidized bed;

corrugated distributor;

computational fluid dynamics ;

equipment structure;

size optimization 第1章 绪论 第1.1节 研究背景与意义 干燥是现代工业中运用极为广泛的一种操作技术,其技术水平及相应设备的先进与否,直接影响着生产企业的经济效益和产品竞争力.如制药生产中,在使用化学溶剂对物料进行沉淀以得到中间体或最终产品时,常使用干燥技术使溶剂的残留量降到最低.在造纸或纺织制造业中,由于其中间工艺大多具有添加水的程序,最终的操作也需要干燥工艺.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. 随着干燥技术在工业生产中的应用日益广泛,人们对于干燥设备的性能要求也越来越高.欲提高干燥器的综合性能,其结构设计乃最关键的切入点之一,而利用现代计算流体力学即CFD模拟技术,可使得相关设备的结构设计更为高效或深入,它能很好地在图纸设计阶段预测流体机械的性能及内部流动产生的漩涡、二次流、边界层分离、尾流、叶片颤振等不良现象,进而较好地将可能发生故障的隐患消除在图纸设计阶段,减少不必要的损失. 本课题拟针对带新型波纹布风板的卧式流化床干燥器,借助计算流体力学理论及相应的商业应用软件,对设备内部的流场开展初步模拟与分析,进而优化设备的结构尺寸. 第1.2节 课题研究进展 1.2.1 工业干燥技术 1.2.1.1 引言 干燥就是利用热能使湿物料中的湿分(水分或其他溶剂)汽化,水汽或蒸汽经气流带走或由真空泵将其抽出除去,而获得固体产品的操作过程.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.我国有许多产品,就纯度而言已经达到甚至超过国外产品;