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《單通道滾筒干燥機(jī)內(nèi)溫度場和流場數(shù)值模擬畢業(yè)論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論單通道滾筒干燥機(jī)內(nèi)溫度場和流場數(shù)值模擬畢業(yè)論文第1章緒論1.1概述干燥是許多工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝過程之一，它直接影響到產(chǎn)品的性能、形態(tài)、質(zhì)量以及過程的能耗等。干燥技術(shù)的覆蓋面較廣，既涉及復(fù)雜的熱、質(zhì)傳遞機(jī)理，又與物料的特性、處理規(guī)模等密切相關(guān)，最后體現(xiàn)在各種不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝上。從70年代開始，中國著手進(jìn)行干燥設(shè)備改造工作；80年代初逐步引進(jìn)國外的各種干燥設(shè)備。近二十年來，中國的干燥設(shè)備取得了巨大的進(jìn)步。由于中國干燥器需要量猛增，隨之在中國出現(xiàn)了一批干燥器制造廠，基本上滿足了國內(nèi)市場的
2、需要，還有極少量產(chǎn)品出口國外。除了特大型的和特殊需要的少量干燥器之外，大批進(jìn)口干燥裝置的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束；預(yù)料今后要逐漸增加出口，這是中國的干燥工程技術(shù)人員和制造廠共同努力的奮斗目標(biāo)。讓中國的研究、設(shè)計(jì)、制造和使用單位聯(lián)合起來，為使中國的干燥技術(shù)與裝備盡快地趕上世界先進(jìn)水平而努力奮斗。滾筒干燥機(jī)是一種以對(duì)流為主的傳熱方式使物料加熱、水分汽化的干燥器。盡管滾筒干燥機(jī)技術(shù)上并不先進(jìn)，但它對(duì)物料的特殊作用使之到目前為止仍在廣泛使用，目前還沒有其設(shè)備能完全代替它。滾筒干燥機(jī)在化工、輕工、煤炭、建材以及礦冶行業(yè)占有重要地位，它不但
3、可以用來干燥，還可以用來炒熟、殺菌和加熱，在食品領(lǐng)域可以用滾筒干燥機(jī)干燥的物料有糧食、魚粉、玉米醬、玉米飼料、牧草、果粉、淀粉渣飼料等，這些物料干燥的共同特點(diǎn)是都需要大量連續(xù)處理[1-3]。物料在干燥機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是靠內(nèi)部抄板不斷將物料抄起和撒落，周期性向前輸送，同時(shí)氣流與飄落的物料相互作用，易于輸送，不會(huì)有物料滯留死角等現(xiàn)象，干燥比較均勻[4-5]。顆粒物料在滾筒干燥機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是十分復(fù)雜的，顆粒運(yùn)動(dòng)的機(jī)理取決于一系列的狀態(tài)因素和物料本身的特性。目前有數(shù)以百計(jì)的各種干燥-8-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論機(jī)類型，但適用處
4、理高濕、物料產(chǎn)量大的干燥器并不多，滾筒干燥機(jī)就是其中的一種。按照被干燥物料的加熱方式，可將目前的滾筒干燥機(jī)分為五種類型，即直接加熱式干燥機(jī)、間接加熱式干燥機(jī)、復(fù)合加熱式干燥機(jī)、蒸汽煅燒干燥機(jī)、噴漿造粒干燥機(jī)[6]。而直接加熱式干燥機(jī)內(nèi)載熱體直接與被干燥物料接觸，主要靠對(duì)流傳熱，使用最廣泛。本課題所研究的直接加熱式單通道滾筒干燥機(jī)，規(guī)格為φ1.8×16m，此類滾筒干燥機(jī)與其他類型干燥機(jī)相比，其明顯的優(yōu)勢在于：生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作。圓筒空間大，物料流動(dòng)阻力小。操作彈性大，生產(chǎn)上允許產(chǎn)品的流量有較大的波動(dòng)范圍，并且不影響
5、產(chǎn)品質(zhì)量，清掃容易?？梢杂盟稍镱w粒狀物料，對(duì)于那些附著性物料也很有利。但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的單通道滾筒干燥機(jī)，常常會(huì)出現(xiàn)熱效率不高，操作人員對(duì)運(yùn)行機(jī)理和內(nèi)部溫度和流動(dòng)狀況不清楚等現(xiàn)象，造成設(shè)計(jì)和使用的盲目性。本文利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent對(duì)滾筒干燥機(jī)內(nèi)溫度場和流場進(jìn)行模擬分析。1.1.1干燥技術(shù)及其設(shè)備人們通常把采用熱物理方式將熱量傳給含水的物料并將此熱量作為潛熱而使水分蒸發(fā)、分離操作的過程稱為干燥。其特征是采用加熱、降溫、減壓或其他能量傳遞的方式使物料中的水分產(chǎn)生揮發(fā)、冷凝、升華等相變過程與物料分離以達(dá)到去
6、濕目的。簡言之，干燥就是從各種物料中去除濕分的過程。各種物料可以是固體、液體或氣體，固體又可分為大塊料、纖維料、顆粒料、細(xì)粉料等，而濕分一般是物料中的水分，也可以是其他溶劑。在此以水分為對(duì)象，將干燥方法分為三類。（1）機(jī)械脫水法。為了減少干燥器的熱負(fù)荷，減少濕物料中的水分含量是很重要的。機(jī)械脫水法就是通過對(duì)物料加壓的方式，將其中一部分水分?jǐn)D出。常用的有壓榨、沉降、過濾、離心分離等方法。機(jī)械脫水法只能除去物料中部分自由水分，結(jié)合水分仍殘留在物料中。因此，物料經(jīng)機(jī)械脫水后其含水率仍然很高，一般為40%~60%。但機(jī)械脫水
7、法是一種最經(jīng)濟(jì)的方法。（2）加熱干燥法。此方法也就是我們常說的干燥，它利用熱能加熱物料，汽化物料中的水分。除去物料中的水分需要消耗一定的熱能。通常是利用空氣來干燥物料，空氣預(yù)先被加熱送入干燥器，將熱量傳遞給物料，汽化物料中的水分，形成蒸汽，并隨空氣帶出干燥器。物料經(jīng)過加熱干燥，能夠除去物料中的結(jié)合水分，達(dá)到產(chǎn)品或原料所要求的含水率。（3）化學(xué)除濕法。是利用吸濕劑除去氣體、液體、固體物料中的少量水分，由于吸濕劑的除濕能力有限，僅用于除去物料中的微量水分。因此生產(chǎn)中應(yīng)用很少。-8-東北大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論在實(shí)際生產(chǎn)
8、過程中，對(duì)于高濕物料一般均盡可能先用機(jī)械脫水法去除大量的自由水分，之后再采取其他干燥方式進(jìn)行干燥[4]。干燥過程的技術(shù)研究是一門龐大的學(xué)科，由于干燥過程的技術(shù)涉及面廣，在化學(xué)工業(yè)技術(shù)研究中占有非常重要的地位，所以近年來備受人們關(guān)注。目前，對(duì)于干燥的研究越來越廣泛和深入。研究內(nèi)容包括：基礎(chǔ)研究（理論、模擬、模型等）；應(yīng)用研究（以設(shè)備為對(duì)象的工藝、
