滚筒式蒸汽干燥机与其旋转接头的流场数值模拟

发布时间：2017-11-15 14:37

  本文关键词：滚筒式蒸汽干燥机与其旋转接头的流场数值模拟

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【摘要】：节能与环保成为当今重冶工业的迫切要求,通常利用余热锅炉回收冶金过程产生的高温烟气,但它会伴随着形成高温蒸汽。而蒸汽干燥机则是解决余热锅炉形成的高温蒸汽的利用问题。其中滚筒式蒸汽干燥机是在传统滚筒干燥机的基础上,在滚筒内部加装了加热管,从而由直接对流传热方式转化成间接热传导传热方式,其具有干燥产品质量高、污染小、成本低、热效率高等一系列优点,从而应用十分广泛,但其本身的传热传质机理比较复杂。为此,针对企业使用滚筒式蒸汽干燥机中所出现的两大关键部件加热管腐蚀弯曲变形和旋转接头的泄露导致使用寿命短、干燥效率低等问题,应用CAD/CAE软件和流体力学相关理论,对滚筒式蒸汽干燥机进行传热传质机理分析研究,同时对关键易损件旋转接头进行单相流场分析。具体研究工作如下:1)CAD三维建模。根据实体测绘得到的结构参数,利用UG和SOLIDWORKS软件建立蒸汽干燥机和旋转接头的三维模型。2)前处理。分析干燥机和旋转接头的结构特点和工作原理,简化建立流体计算模型,利用WORKBENCH的MESH进行网格的划分、边界的设定。3)CFD模型建立及模拟。进行对流体分析所需各种求解的设置,模型的选择,参数的计算,通过采用标准SIMPLE算法、压力基求解器、混合多相流模型和k??湍流模型,在传热传质方面利用UDF编制水蒸发的模型建立了干燥机干燥过程的CFD模型,再在软件FLUENT中进行模拟。4)干燥机内气固两相流数值模拟。对滚筒式蒸汽干燥机进行气固两相数值模拟,得到物料的运动状况、速度场分布和温度场分布,验证CFD模型的正确性,根据模拟结果对比分析得出最佳操作参数和结构优化方案,并验证优化的合理性。5)关键易损件旋转接头蒸汽流场分析。通过对旋转接头单相流的蒸汽流场分析,探究不同结构滚筒的温度场、速度场、压力场的分布情况,设计较优的滚筒结构。综上,本文的研究为滚筒式蒸汽干燥机的操作参数合理选取,干燥机和旋转接头结构优化提供了参考依据。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB4

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本文编号：1190176