臥螺錐套回轉(zhuǎn)干燥機流場模擬優(yōu)化及傳熱計算.pdf

1、多晶硅固渣漿料是氯硅烷和二氧化硅等固體物質(zhì)的混合物。固渣漿料的處理一般采用水解中和法，但是直接進行水解中和無法回收固渣中的氯硅烷，造成原材料的浪費。因此，一般先利用干燥的手段在密閉的干燥機內(nèi)對漿料進行干燥處理，使氯硅烷等輕組分蒸發(fā)氣化與固渣分離。本課題研究開發(fā)了一種連續(xù)操作的多晶硅固渣處理設(shè)備，對于實現(xiàn)四氯化硅、三氯氫硅回收，保證生產(chǎn)安全連續(xù)進行具有重要的意義。
　　對干燥機內(nèi)的流場進行了三維模擬并對內(nèi)外螺帶參數(shù)、攪拌轉(zhuǎn)速、物料黏

2、度、入口速度等主要參數(shù)進行了優(yōu)化。結(jié)果表明：外螺帶對流體的攪拌作用較為明顯，速度在錐筒內(nèi)部較錐筒外部小，在螺帶和輻桿的背壓處出現(xiàn)漩渦和邊界層分離；對內(nèi)螺帶參數(shù)進行了優(yōu)化，選取了螺距螺徑比ξ2為0.9，1.0，1.2，1.33的四種內(nèi)螺帶，發(fā)現(xiàn)隨著ξ2的增加，流場的分布越來越均勻，但是當(dāng)ξ2增加到1.33，螺帶的攪拌作用大大降低。綜合考慮后，推薦ξ2為1.0的內(nèi)螺帶；對外螺帶參數(shù)進行了優(yōu)化，選取了螺距螺徑比ξ1為0.9，1.0，1.13的

3、外螺帶，發(fā)現(xiàn)ξ1增加，流體的湍動程度增加，但是攪拌功率和扭矩也大大增加，從功率消耗和流場綜合分析，推薦ξ1為0.9或者1.0的外螺帶。
　　分別計算攪拌槳轉(zhuǎn)速為5r/min~30r/min，流體粘度為0.0034Pa·s~34Pa·s和入口速度為0.1m/s~0.3m/s時的三維流場，結(jié)果表明轉(zhuǎn)速在10~15r/min下操作較為合適，流體粘度越大所需扭矩越大，隨著粘度的增大，扭矩的增大速度也逐漸提高；入口速度對干燥機內(nèi)的流場分布影