单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟

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1、分类号密级UDC学位论文单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟作者姓名：杨指导教师：张副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：机械设计及理论论文提交日期：2011年6月论文答辩日期：2011年6月学位授予日期：2011年7月答辩委员会主席：评阅人：东北大学2011年6月AThesisinMechanicalDesignandTheoryNumericalSimulationofTemperatureFieldandFluidFieldwithintheSingleChannelDrumDryerByYangXu

2、eSupervisor:AssociateProfessorZhangZhenweiNortheasternUniversityJune2011独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门

3、或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年□一年□一年半□两年□学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：-I-东北大学硕士学位论文摘要单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟摘要单通道滚筒干燥机在对流为主的传热方式下工作，广泛应用在化工、轻工、煤炭、建材以及冶金行业。本文介绍了滚筒干燥机的工作原理,并采用流体力学软件FLUENT对干燥机内的气相和离散相流场分别进行分析和研究，得到对实际干燥操作具有指导意义的模拟

4、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研究分析。本课题主要是从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。改变入风口尺寸重新模拟气相流场，并分析对比改变前后流场的变化情况，气相模拟的结果可为气固两相的分析提供参考。气固两相的研究过程比较复杂，采用标准的模型，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，改变方案即增加挡风板，再次模拟气固两相流通过对比得出结论：增加挡风板干扰了气流的流动，

5、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，提高了干燥质量。分别选取uniform和Rosin-Rammler方法定义颗粒尺寸分布，使用离散相模型进行颗粒运动轨迹的研究，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。本文基于流体力学和传热学的理论，提供了单通道滚筒干燥机内流场的研究方法，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进和优化提供了依据。关键字：滚

6、筒干燥机；气相；气固两相流；离散相-II-东北大学硕士学位论文AbstractNumericalSimulationofTemperatureFieldandFluidFieldwithintheSingleChannelDrumDryerAbstractThesinglechanneldrumdryerworksinamainwayofdryingwithconvention.Ithasbeenwidelyusedinthefieldsofchemistry,lightindustry,coal,buildingmaterialsandmetall

7、urgy.ThisarticledescribestheworkingprincipleofthedrumdryerandfluiddynamicsoftwareFLUENTisusedtoanalysisandresearchinthepaper.Itcangetthesimulationresultswhichguidetheactualdryoperation.Pre-treatmenttechnologyisappliedtocompletetheworkofdividinggrid,andthenaseriesofsetupandanaly

8、sisshouldbedoneinthepost-processing.Theanalysisofthisi