热风烘箱的流场分析及结构优化

发布时间：2023-11-04 10:16

　　烘箱作为印刷设备热风干燥系统的重要组成部分,可以为印品提供良好的干燥效果,保证干燥质量。但由于烘箱结构设计的不合理会导致烘干系统内部的热能无法得到充分利用,也会影响各个风嘴出风速度的均匀性,造成物料干燥程度不一致,降低印品干燥质量,需要对其进行结构优化。由于通过实验完成结构优化工作费时费力,因此使用数值仿真技术对烘箱进行仿真模拟和结构优化,对于揭示烘箱内部流场的分布规律具有重要研究意义和工程应用价值。本文主要的研究内容包括如下:(1)依据企业提供的覆膜机烘箱结构尺寸,对烘箱进行了适当的简化,构建了烘箱的三维仿真模型,并对其进行网格划分,设置边界条件,建立了热风烘箱的内流场数学模型。(2)选择合适的的湍流模型和数值计算方法,利用Fluent对干燥过程中的烘箱内流场的分布进行数值模拟计算,引入速度不均匀系数M作为评价指标,更加直观的评价料带不同位置风速分布的均匀性。并提出了一种基于流固耦合分析烘箱流场的方法,设置不同的料带移动速度进行仿真模拟计算,将耦合前后的模拟结果进行对比分析,确定最佳走料速度,并对烘箱内部存在气流分布不均匀现象提出优化方案。(3)通过添加弧形均流板改善烘箱内风嘴出风均...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 课题研究内容与研究方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
    1.4 技术路线
    1.5 本章小结
2 热风干燥原理与流场理论
    2.1 热风干燥原理
    2.2 计算流体力学理论
        2.2.1 质量守恒方程
        2.2.2 动量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 湍流模型的确定
        2.3.1 流体压缩性判别
        2.3.2 流体流动类型判别
    2.4 本章小结
3 热风烘箱流场分析
    3.1 烘箱模型的建立
    3.2 Gambit模型的建立
        3.2.1 网格划分
        3.2.2 网格质量检查
    3.3 边界条件的设置
    3.4 计算结果分析
        3.4.1 数值计算方法及数据处理
        3.4.2 残差曲线分析
        3.4.3 热风循环流动图
        3.4.4 烘箱内速度场的分析
        3.4.5 烘箱内压力场的分析
    3.5 本章小结
4 烘箱流固耦合分析
    4.1 流固耦合理论与分析方法
    4.2 流固耦合速度场分析
        4.2.1 热风循环流动图
        4.2.2 耦合前后对比分析
    4.3 不同带材运动速度耦合前后对比
        4.3.1 带材运动速度为0.5m/s
        4.3.2 带材运动速度为1m/s
        4.3.3 带材运动速度为2m/s
    4.4 本章小结
5 烘箱结构优化及分析
    5.1 优化设计方案
        5.1.1 方案一
        5.1.2 方案二
    5.2 优化结果分析
    5.3 正交试验设计
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望与不足
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3860102