滾筒式蒸汽干燥機與其旋轉(zhuǎn)接頭的流場數(shù)值模擬

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1、學(xué)校代碼10530學(xué)號201230071665分類號TF812密級碩士學(xué)位論文滾筒式蒸汽干燥機與其旋轉(zhuǎn)接頭的流場數(shù)值模擬學(xué)位申請人肖赟指導(dǎo)教師胡自化教授學(xué)院名稱機械工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)機械工程（專業(yè)型）研究方向數(shù)字化設(shè)計與制造二○一五年六月五日ThenumericalsimulationandflowanalysisoftumblesteamdryeranditsrotaryjointCandidateXiaoYunSupervisorProf.HuZihuaCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEngineerin

2、gSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversitythDateJune5,2015湘巧大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性齊明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加從標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均百在文中臥明確方式標(biāo)明。。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)作者簽名曰期巧ｋ曰學(xué)位論文版權(quán)使用

3、授巧書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論義的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論義按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名＾曰期；＾月曰導(dǎo)師簽名；日期；萬￥月名日巧居湘潭大學(xué)碩士畢業(yè)論文摘要摘要節(jié)能與環(huán)保成為當(dāng)今重冶工業(yè)的迫切要求，通常利用余熱鍋爐回收冶金過程產(chǎn)生的高溫?zé)煔?但它會伴隨著形成高溫蒸汽。而蒸汽干燥機則是解決余熱鍋爐形成的高溫蒸汽的利用問題。其中滾筒式蒸汽

4、干燥機是在傳統(tǒng)滾筒干燥機的基礎(chǔ)上，在滾筒內(nèi)部加裝了加熱管，從而由直接對流傳熱方式轉(zhuǎn)化成間接熱傳導(dǎo)傳熱方式，其具有干燥產(chǎn)品質(zhì)量高、污染小、成本低、熱效率高等一系列優(yōu)點，從而應(yīng)用十分廣泛，但其本身的傳熱傳質(zhì)機理比較復(fù)雜。為此，針對企業(yè)使用滾筒式蒸汽干燥機中所出現(xiàn)的兩大關(guān)鍵部件加熱管腐蝕彎曲變形和旋轉(zhuǎn)接頭的泄露導(dǎo)致使用壽命短、干燥效率低等問題，應(yīng)用CAD/CAE軟件和流體力學(xué)相關(guān)理論，對滾筒式蒸汽干燥機進行傳熱傳質(zhì)機理分析研究，同時對關(guān)鍵易損件旋轉(zhuǎn)接頭進行單相流場分析。具體研究工作如下：1）CAD三維建模。根據(jù)實體測繪得到的結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用UG和SOLIDWORKS軟件建立蒸汽干燥機和旋

5、轉(zhuǎn)接頭的三維模型。2）前處理。分析干燥機和旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)特點和工作原理，簡化建立流體計算模型，利用WORKBENCH的MESH進行網(wǎng)格的劃分、邊界的設(shè)定。3）CFD模型建立及模擬。進行對流體分析所需各種求解的設(shè)置，模型的選擇，參數(shù)的計算，通過采用標(biāo)準(zhǔn)SIMPLE算法、壓力基求解器、混合多相流模型和k??湍流模型，在傳熱傳質(zhì)方面利用UDF編制水蒸發(fā)的模型建立了干燥機干燥過程的CFD模型，再在軟件FLUENT中進行模擬。4）干燥機內(nèi)氣固兩相流數(shù)值模擬。對滾筒式蒸汽干燥機進行氣固兩相數(shù)值模擬，得到物料的運動狀況、速度場分布和溫度場分布，驗證CFD模型的正確性，根據(jù)模擬結(jié)果對比分析得出最

6、佳操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，并驗證優(yōu)化的合理性。5）關(guān)鍵易損件旋轉(zhuǎn)接頭蒸汽流場分析。通過對旋轉(zhuǎn)接頭單相流的蒸汽流場分析，探究不同結(jié)構(gòu)滾筒的溫度場、速度場、壓力場的分布情況，設(shè)計較優(yōu)的滾筒結(jié)構(gòu)。綜上，本文的研究為滾筒式蒸汽干燥機的操作參數(shù)合理選取，干燥機和旋轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：滾筒式蒸汽干燥機；旋轉(zhuǎn)接頭；兩相流；數(shù)值模擬I湘潭大學(xué)碩士畢業(yè)論文AbstractAbstractTheenergy-savingandenvironmentalprotectionhasbecometheurgentrequirementoftoday’sheavy-smeltingindu

7、stry,andheatrecoveryboilersgenerallytobeusedtorecoveryhightemperaturefluegasthatproducedduringmetallurgicalprocess,butitwillbeaccompaniedbytheformationofhightemperaturesteam.Whilethetumblesteamdryerisresolvedutilizationofhightemperaturesteamt