内热式蒸汽回转干燥机内流场温度场数值模拟

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1、分类号密级UDC学位论文内热式蒸汽回转干燥机内流场温度场数值模拟作者姓名：王指导教师：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：机械电子工程论文提交日期：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7月AThesisinMechatronicEngineeringNumericalSimulationofFluidFieldandTemperatureFieldwithinInternalHeatin

2、gTypeSteamRotaryDryerByWangFeiSupervisor:AssociateProfessorZhangZhenWeiNortheasternUniversityJuly2011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

3、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：东北大学硕士学位论文摘要内热式蒸汽回转干燥机内流场温度场数值模拟摘要蒸汽管式回转干燥机的工作原理是传导与对流同时进行，相当于传统回转筒干燥机加内热，是在通热风的同

4、时其内部蒸汽管又有传导换热的组合干燥。本文以前处理器Gambit、解算及后处理器Fluent为基础、以蒸汽回转干燥机为研究对象，建立了内热式蒸汽回转筒内流体的三维模型、定义了合理的计算区域和边界条件，并对立体模型进行网格划分。再以建立好的网格文件为基础采用标准湍流模型对回转筒内流体进行单相气流和气固两相的数值模拟。经过仿真计算，得到蒸汽回转筒内气体的温度场、速度场、压力场的分布和湿物料在干燥机内水分的干燥情况。气体相的数值模拟计算结果表明，热风在蒸汽回转筒内的流动受到扬料抄板、进料螺旋板、出料螺旋板以及蒸汽

5、回转筒壁这些旋转区域的影响,蒸汽管的分布影响了热风在筒体内的扩散。改变筒体旋转的速度，可得切向速度的增加使热风在筒内的分布更均匀。在气固两相的数值模拟中采用污泥作为物料，在蒸汽管内通入蒸汽的同时在回转筒内加入热风气流，同时进行热对流和热传导。分析收敛后的各个云图，得出各参数在回转筒内的发展趋势。首先，物料的运动受热风和筒体旋转的影响。其次，温度云图和速度云图表明其主要工作区在z=11.5m到z=15m之间。在这一区域，温度和速度的变化梯度较大，说明蒸发过程主要在这一区域进行。通过比较在不通入蒸汽情况下和通入

6、蒸汽情况下，两者在不同截面的温度场、速度场和压力场，特别是在出料口物料含水量的不同，突出蒸汽管在干燥过程中所起的主导作用。关键词：蒸汽回转筒；温度场；流场；两相流-II-东北大学硕士学位论文AbstractNumericalSimulationofFluidFieldandTemperatureFieldwithinInternalHeatingTypeSteamRotaryDryerAbstractTheworkingprincipleofthesteamrotarydryerisconductionan

7、dconvection,whichequivalenttoaddintheinternalthermaltotraditionalrotarydryer,it’sacombinationdrywithconductionheattransferinsteampipewhenweputthehotairintotherotarydryer.TostudythesteamrotarydryeronthebasisofthepreprocessorGambit,solverandpostprocessorFlue

8、nt,inthisdissertation,itestablishsthethree-dimensionalentityoffluidintheinternalheatingtypesteamrotarydryer,determinesareasonableregionofcalculationandboundaryconditionsandmeshesfortheentitymodel.Thenthestand