低阶煤滚筒干燥机内流场的数值模拟.pdf

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1、煤炭工程第４８卷第１２期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４８，Ｎｏ?１２ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１６１２０３３低阶煤滚筒干燥机内流场的数值模拟夏新茹，浑宝炬，王慧（华北理工大学矿业工程学院，河北唐山０６３０００）摘要：为了提高低阶煤滚筒干燥机的干燥效果，优化滚筒干燥机的工艺技术及其配置，预防滚筒干燥机内煤尘灾害事故的发生，采用流体动力学理论与Ｆｌｕｅｎｔ模拟软件相结合的方式，针对滚筒干燥机内流场的分布情况进行了数值模拟，对气固两相流的压力场、速度场、温度场结果进行分析。结果表明：压力场内的入风加料罩和出风排料罩处的压力均为负值，

2、基本符合实际；温度场从滚筒干燥机的入口至出口温度的降低趋势大概分为三个阶段：预热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段；速度场在前半段沿出口方向、径向是逐渐减小的，而后半段趋于稳定。关键词：低阶煤；滚筒干燥机；流场；数值模拟中图分类号：ＴＤ９４文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１６）１２⁃０１１０⁃０４ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｌｏｗｒａｎｋｃｏａｌｄｒｕｍｄｒｙｅｒＸＩＡＸｉｎ－ｒｕ，ＨＵＮＢａｏ－ｊｕ，ＷＡＮＧＨｕｉ（ＭｉｎｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖ

3、ｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｒｙｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｌｏｗｒａｎｋｃｏａｌｄｒｕｍｄｒｙｅｒ，ａｎｄｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔｏｆｃｏａｌｄｕｓｔｄｉｓａｓｔｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｏｗｒａｎｋｃｏａｌｄｒｕｍｄｒｙｉｎｇ，ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｄｒｕｍｄ

4、ｒｙｅｒｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｔｈｅｏｒｙａｎｄＦｌｕｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｇａｓ－ｓｏｌｉｄｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌｏｗａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｔｈｅｉｎｌｅｔｗｉｎｄｆｅｅｄｉｎｇｃｏｖｅｒａｎｄｏｕｔｌｅｔｗｉｎｄｎｅｓｔｉｎｇｃｏｖｅｒｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｆｉｅｌｄｉｓｎｅ

5、ｇａｔｉｖｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｃｏｎｆｏｒｍｔｏｒｅａｌｉｔｙ；ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｏｗｎｔｒｅｎｄｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｓｔａｇｅｓｆｒｏｍｔｈｅｉｎｌｅｔｔｏｔｈｅｏｕｔｌｅｔｏｆｔｈｅｄｒｕｍｄｒｙｅｒ：ｔｈｅｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｓｔａｇｅ，ｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｄｒｙｉｎｇｒａｔｅｓｔａｇｅａｎｄｔｈｅｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｄｒｙｉｎｇｓｔａｇｅ；ｔｈｅｆｒｏｎｔｈａｌｆｐａｒｔｏｆｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｆｉｅｌｄａｌｏｎｇｔｈｅｏｕｔｌｅｔｄｉｒｅｃｔ

6、ｉｏｎａｎｄｒａｄｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｇｒａｄｕａｌｌｙｒｅｄｕｃｅｓ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｅｃｏｎｄｈａｌｆｔｅｎｄｓｔｏｂｅｓｔａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｒａｎｋｃｏａｌ；ｄｒｕｍｄｒｙｅｒ；ｆｌｏｗｆｉｅｌｄ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［６］现阶段的低阶煤干燥提质领域中，滚筒干燥技术对低处于起步阶段，杨雪利用Ｆｌｕｅｎｔ软件模拟了滚筒干燥机阶煤的干燥效果突出，是较为成熟的干燥技术。流场特性内温度场以及流场，有利于干燥机工艺技术的改善。［１］唐山天和科技开发有限公司基于Ｆｌｕｅｎｔ软件模拟的滚对滚筒干燥机的性能和技术指

7、标影响很大。不合理的流场分布会导致干燥效果，甚至无法实现滚筒干燥工艺的要筒内的事件诸如温度、粉尘浓度等结果，对滚筒内部结构求。在滚筒干燥低阶煤过程中，计算流体力学（ＣＦＤ）可对进行改进、参数进行优化后取得了显著的工业效果。利用［２，３］Ｆｌｕｅｎｔ软件模拟滚筒干燥机内低阶煤气固两相流的流场，该其流场进行分析和预测。国内外学者针对滚筒干燥机做了数值模拟方面的研究，模拟软件能准确的得到滚筒干燥机内高温烟气干燥低阶煤［７］同时取得了一些成果，Ｈ?Ｋｏｍｏｓｓａ等［４］采用试验与Ｆｌｕｅｎｔ时的流动与传热情况，有利于滚筒干燥机的参数优化。模拟法相对比的

8、方式，研究了颗粒在滚筒内的运动轨迹以１滚筒干燥机几何模型与网格划分［５］及颗粒与器壁之间相互碰撞的情况；Ｄ?Ａ?Ｓａｎｔｏｓ等采用ＣＦＤ模型与实验结合