论文总字数：20298字

摘 要

干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史。在工业生产上，干燥技术的好坏决定了物料在干燥过程中的节能降耗的效果。例如，煤调湿，目前我国的能源消耗以煤炭为主，随着能源消耗的剧增、新能源开发利用的滞后，煤炭资源的节能与转化效率的提升已迫在眉睫。为了解决这个问题，研究干燥机里物料的流动特性对改善这些问题提供了帮助。本文以内置构件为矩形列板的回转干燥机内横截面作为研究对象，基于双流体模型，运用颗粒流动力学理论，建立CFD二维模型，用流体力学软件Fluent对回转圆筒干燥机内部湿颗粒的流动行为进行数值模拟。研究得到的结果表明：当回转干燥机的转速改变时，回转干燥机内的湿颗粒的流动特性会改变。当回转干燥机内的湿颗粒不同时，其流动特性也会改变。回转干燥机内湿颗粒的填充率不同时，流动特性同样会改变。回转干燥机的颗粒床大多数是以滑塌形式或翻滚形式运动，且其颗粒物料表面会呈现出一定的波动。

关键词：回转干燥机 颗粒流动 内置构件 数值模拟

Study about the Influence of Internals of a Rotary Dryer on the Flow Characteristics of Wet Granular Material

Abstract

Drying technology in our country has a very long history. In industrial production, the drying technology，determining the quality of the material in the drying process, influences the energy saving effect. Take Coal Moisture Control for example. Our country's current energy consumption is based on the coal, and coal resources, energy efficiency and transformation efficiency appears imminent with the sharp increase in energy consumption, and the lag of new energy development and utilization,. In order to solve these problems, firstly, Studying the flow characteristics of the material in the dryer will improve these problems. Based on the two-fluid model, a two-dimensional model of ICEM CFD was established by using particle flow dynamics theory. Fluent was used to analyze the internal wet granules of the rotary cylinder dryer by using fluid dynamics software—Fluent to investigate the cross-section area of the rotary dryer with built-in rectangular plate internals. The numerical simulation provided the flow behaviors. The results obtained show that when the rotational speed of the rotary dryer was changed, the flow characteristics of the wet granules in the rotary dryer were changed. When the wet particles in the rotary dryer were different, their flow characteristics also changed. Most of the bed motions of the rotary dryer were in the form of slump or tumbling.In addition, the surface of the particulate material also showed a certain degree of volatility.

Key words：Rotary dryer; Granular flow; Internals; Numerical Simulation

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 课题研究现状 1

1.2.1 回转干燥机的研究现状 1

1.2.2 颗粒的流动研究现状 2

1.2.3 颗粒在回转干燥机里的流动过程研究 2

1.3 课题研究前景和意义 3

第二章 回转干燥机内湿颗粒流动特性数值模拟的模型建立 4

2.1 物理模型 4

2.2 几何模型 6

2.3 数学模型 7

第三章 回转干燥机内湿颗粒流动特性数值模拟 10

3.1网格划分 10

3.1.1 网格划分的步骤 10

3.1.2 矩形列板的二维网格模型 11

3.2边界条件设定 13

3.3 物料物性参数 13

3.4 网格无关性验证 14

第四章 数值模拟试验结果和讨论 15

4.1 模拟试验的结果 15

4.2 结果讨论 20

第五章 结论与展望 21

参考文献 22

致谢..................................................................................................25

第一章 绪论

1.1 选题背景

回转干燥是一门很早之前就有的干燥工艺，而这门工艺所必需的最基础的设备就是回转干燥机。随着“节能环保”政策的推广，回转干燥机已被广泛地应用于化工、冶金、电力、建材、食品、制药等行业。为了增强回转干燥机内颗粒的流动和混合，在干燥机内设置了各种内置构件^[1]，但这些内置构件的设计仍是通过试错法进行，缺乏科学合理的设计方法。在很多颗粒体系中，当这个体系受到外界的刺激会有较强烈的反应，并且这个反应通常不是线性反映的，所以外界条件对这个体系的影响还是很大的。目前，针对颗粒体系的研究选取的研究对象和边界比较简单和理想化，如干颗粒、真空环境、光滑壁面等。然而，颗粒体系是主要通过接触相互作用的，其对外界作用的响应具有非线性和历史过程性，因此，支配颗粒体系的流动机理目前仍未被完全理解，需要进一步探索。以回转鼓为构造框架，以湿颗粒为主要的研究对象，采用不同的几何与动力边界框架，结合颗粒的湿润程度、粗细等因素，研究颗粒体系在鼓内的输运规律，归纳颗粒体系在回转加工过程的合适属性和鼓内内置构件的影响作用，优化其加工处理过程，实现干燥过程中的节能降耗。

1.2 课题研究现状

请支付后下载全文，论文总字数：20298字