基于FLUENT的沥青加温罐搅拌装置优化布局研究

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1、EQUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCEJ囝围固回国强固文章编号：1000033X(2014)01009504基于FLUENT的沥青加温罐搅拌装置优化布局研究王发听，连晋毅，宁华龙。，杨冲，张强(1．太原科技大学机械工程学院，山西太原030024；2．山西晋北高速公路养护有限公司，山西太原030006)摘要：针对沥青加温罐内的沥青介质受热不均匀和加速率较低的问题，以某大型沥青加工站的沥青加温罐为研究对象，对罐体内的沥青流体建立三维模型，使用FIUENT软件、RNG忌_￡湍流模型和多重参考系(MR

2、F)法求解。对比分析了在不同搅拌装置布局下，加温罐内沥青流体的湍流强度与速度，得到了最优的搅拌装置布局方案，使沥青的成品质量有了明显提高。关键词：沥青流体；加温罐；FLUENT；湍流强度中图分类号：U415．52文献标志码：BResearchonLayoutOptimizationofStirringDeviceofAsphaltHeatingTankBasedonFLUENTWANGFa—ring，LIANJin—yi，NINGHua—long，YANGChong，ZHANGQiang(1．SchoolofMechan

3、icalEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，Shanxi，China；2．ShanxiJinbeiExpresswayMaintenanceCo．Ltd．，Taiyuan030006，Shanxi，China)Abstract：Aimedattheproblemsofunevenheatingandlowrateheatinginasphaltheatingtank，theasphaltheatingtankinamajora

4、sphaltprocessingstationwastakenasthestudyobject，anda3Dmodelofasphaltfluidintheheatingtankwasestablished．RNG￡turbulencemodelandMultipleReferenceFramemethodwereappliedtotheFIUENTsoftwareforsolution．Theoptimumschemeforstirringdevicelayoutwasobtainedbycomparingthetur

5、bulencestrengthandspeedofasphaltfluidinvariouslayouts，andtheproductionqualityofasphaltwasprovedtohesignificantlyimproved．Keywords：asphaltfluid；heatingtank；FIUENT；turbulencestrength强制循环的方式沿罐体上下、前后往复流动，大大促0引言进了沥青的传热过程。搅拌装置在加温罐内不同的以导热油为热载体的沥青加温罐在沥青加工站布置方式对搅拌功率在总体流动和

6、湍流脉动之间的已经得到了广泛应用，与传统的明火直接加热方式相分配都有影响，当流体呈湍流时，湍流主体的传热为比，它明显提高了沥青的加热效率与沥青的质量。然涡流作用引起的热对流，扩散参数和流体的湍流强而由于沥青为高粘性液体，在加温罐罐体内的流动性度、速度呈正比例关系l_1]。可见，在加温罐内合理布不足，罐体内的沥青往往存在加热死角、局部过热以置搅拌装置，对提高沥青流体的传热效率具有重要及加热所需时间过长等问题，不能有效实现沥青流体意义。的温度均化，从而影响了沥青的质量和加热效率。然而搅拌罐内的流场复杂，对内部流场的测量在沥青

7、加温罐中加入搅拌装置已经开始在一些只能取得某些局部信息，不但需要较多的试验设备，沥青加工站中得到应用，这样可使沥青在罐体内以而且试验周期长、成本高。随着信息技术的发展，利收稿日期：2013一O7O3基金项目：山西省交通厅科技项目(2012120)95EqUIPMENTMANAGEMENTANDMAINTENANCE用数值模拟方法获得搅拌罐内的流场信息已成为现实。本文将采用国际通用的CFD(计算流体动力导热油学)分析软件FIUENT，以某大型沥青加工站的沥沥青青高温罐为研究对象，采用多重参考系(MRF)方法，针对4种不同的

8、搅拌装置布局方案，进行加温罐图l搅拌装置布局一内流场分析比较，获得加温罐内沥青流场的湍流强罐体内直径为2．7mm，液面高2．16mm，罐体壁厚度与速度分布，进而找到搅拌装置最优的布置方式。为0．028mm。搅拌装置为桨式搅拌器，搅拌桨叶1流体力学控制方程半径为0．6m，宽0．080m，厚0．016m，转速为130r·