基于cfd的热风加热装置模拟分析及研究

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1、２０１４年６月甘肃农业大学学报第４９卷第３期１２５～１２９ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＡＮＳＵＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ双月刊基于ＣＦＤ的热风加热装置模拟分析及研究牟国良１，张学军１，２，史增录１，２，于蒙杰１，鄢金山１，２（１．新疆农业大学机械交通学院，新疆乌鲁木齐８３００５２；２．新疆农业工程装备创新设计重点实验室，新疆乌鲁木齐８３００５２）摘要：针对燃煤为热源的热风干燥存在高能耗、污染环境以及燃油炉燃烧产生的热风直接用于干燥将污染物料的问题，设计了一种红外线加热板空气加热装置．运用流体动力学计算软件ＣＦＤ对该加

2、热装置的二维流场进行了数值模拟，获得该热风加热装置内的流场和温度场，并对加热装置内的气流和温度分布的特点进行分析．结果表明：在导热板和分流板共同作用下，整个加热装置内流场气流分布比较均匀，提高了热能利用率；流场的温度梯度变化明显，出口处温度比较均匀，温度可以达到１００℃，满足设计要求，可为热风加热装置的进一步改进提供依据．关键词：热风加热装置；流场；温度场；数值模拟中图分类号：Ｓ２２６．６文献标志码：Ａ文章编号：１００３－４３１５（２０１４）０３－０１２５－０５DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2014.03

3、.022Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈｏｔ－ａｉｒｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｂａｓｅｄｏｎＣＦＤ１，ＺＨＡＮＧＸｕｅ－ｊｕｎ１，２，ＳＨＩＺｅｎｇ－ｌｕ１，２，ＹＵＭｅｎｇ－ｊｉｅ１，ＹＡＮＪｉｎ－ｓｈａｎ１，２ＭＯＵＧｕｏ－ｌｉａｎｇ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＴｒａｆｆｉｃ，ＸｉｎｊｉａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００５２，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎ

4、ｔＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＸｉｎｊｉａｎｇ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００５２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｃｏａｌａｓａｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｆｏｒｄｒｙｉｎｇｅｘｉｓｔｈｉｇｈｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｅｎ－ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄｈｏｔ－ａｉｒｂｙｆｕｅｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｌｙｆｏｒｄｒｙｉｎｇｗｉｌｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｍａｔｅｒｉａｌ，ａｈｏｔ－ａｉｒｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｈｅａｔｉｎｇｐｌａｔｅｗａ

5、ｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＣＦＤｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｗａｓｔｏｇａｉｎｋｎｏｗｌｅｄｇｅｏｆａｉｒｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｈｏｔ－ａｉｒｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｃｏｍｍｏｎｒｏｌｅｉｎｔｈｅｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｌａｔｅａｎｄｔｈｅｆｌｏｗｄｉｓｔｒｉｂｕｔ

6、ｉｏｎｐｌａｔｅ，ｔｈｅａｉｒｆｌｏｗｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍｉｎｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｈｅａｔｅｎｅｒｇｙｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ；ｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔａｔｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｗａｓｖｅｒｙｏｂｖｉｏｕｓ，ａｎｄｏｕｔｌｅｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅａｃｈｅｄ１００℃，ｓａｔｉｓｆｉｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄａｂａｓｉｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒ

7、ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｈｏｔ－ａｉｒｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｔ－ａｉｒｈｅａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ；ａｉｒｆｌｏｗｆｉｅｌｄ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ热风加热装置是进行物料干燥的关键部件之备结构复杂，投资成本高，能源消耗大；利用燃油炉一．采用燃煤为热源的加热装置所排放的废气会造直接将燃烧的热气通到被加热的物料，产生的有害成环境污染，通常需额外加一套换热器，导致干燥设物质会附着在干燥物料上，且燃油炉工作时存在噪第一作者：牟国良（１

8、９８９－），男，硕士研究生，研究方向为机械设计及理论．Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｏｕｇｕｏｌｉａｎｇ＠１２６．ｃｏｍ通信作者：张学军，男，教授、硕导，博士，研究方向为机械设计与理论．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｘｊａｕ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ基金项目：自治区“十二五”科技重大专项（２０１１３０１０２－