熱、氣、固兩相流耦合在管式干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用及數(shù)值模擬.pdf

1、本課題針對(duì)高溫管式膨脹設(shè)備開(kāi)發(fā)中,熱、流體、結(jié)構(gòu)等復(fù)雜工況耦合作用下,流場(chǎng)、溫度分布及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等開(kāi)展了研究工作.本課題的解決,在理論上可歸結(jié)為熱、流體(氣、固兩相)、結(jié)構(gòu)耦合的CAE分析問(wèn)題,涉及多個(gè)學(xué)科.建立包含各種因素的數(shù)學(xué)模型以及確定相應(yīng)的邊界及初始條件、篩選和測(cè)試相應(yīng)的物性系數(shù),并考慮物性系數(shù)隨溫度的變化,根據(jù)計(jì)算精度和設(shè)計(jì)要求,對(duì)流體和結(jié)構(gòu)選取合適的單元類型,將其網(wǎng)格化,并引入有限元分析軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算是本研究的關(guān)鍵所在.本文

2、根據(jù)所研究對(duì)象工作的物理環(huán)境(熱、流場(chǎng)),綜合考慮氣固兩相流理論、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論以及氣力輸送理論,確定其影響的主要因素,建立了數(shù)學(xué)模型和控制方程;對(duì)研究問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,利用ANSYS程序中的FLOTRAN CFD進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,得出整個(gè)三維模型流場(chǎng)的溫度、速度、壓力及氣固兩相的分布.利用ANSYS軟件強(qiáng)大的后處理功能從各個(gè)方面對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,并和2400kg/h的高溫管道式膨脹設(shè)備的一些參數(shù)的實(shí)測(cè)值進(jìn)行了比較.另外,在

3、企業(yè)設(shè)計(jì)參數(shù)的基礎(chǔ)上,建立6400kg/h的高溫管道式膨脹設(shè)備的數(shù)學(xué)模型,并利用反復(fù)試算分析得出的高溫氣體以及煙絲混合氣體兩種介質(zhì)的物性參數(shù),對(duì)其進(jìn)行了有限元分析計(jì)算,驗(yàn)證了其模型的合理性.在以上分析的基礎(chǔ)上,還提出了幾種結(jié)構(gòu)形式的高溫管式膨脹設(shè)備的幾何模型,對(duì)它們也進(jìn)行分析以及結(jié)果比較,得出了一種較為理想的結(jié)構(gòu)形式.通過(guò)詳細(xì)的分析比較,本課題對(duì)高溫管道式膨脹系統(tǒng)的數(shù)值模擬基本能夠真實(shí)地反映出高溫管式膨脹設(shè)備對(duì)煙絲的整個(gè)處理過(guò)程.這為該