氣墊式漿板機熱風(fēng)箱影響氣體流動及傳熱特性因素的研究.pdf

1、本文以山東某公司自主研發(fā)的新型氣墊漿板干燥機為研究對象,通過實驗和CFD模擬方法研究氣墊式熱風(fēng)箱噴口形狀、排布方式等參數(shù)對氣墊流場和傳熱性能的影響。根據(jù)相似原理,建立氣墊式漿板干燥機熱風(fēng)箱實驗臺。在不同的開孔形狀和布置方式、入口風(fēng)速、氣體溫度和噴口開孔率的工況下對熱風(fēng)箱的氣墊層傳熱性能和流場進(jìn)行了實驗研究,測得靜壓分布,并計算各工況下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。采用Realizable k-ε湍流模型,建立了熱風(fēng)箱氣體流動的數(shù)學(xué)模型,使用FLUEN

2、T軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)比較表明,熱風(fēng)箱內(nèi)靜壓、氣墊層的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)最大誤差分別為14％、10.1％,均方根誤差分別為7.58％和6.42％,說明兩者基本吻合,驗證了本文所建數(shù)學(xué)模型的的準(zhǔn)確性,可用于實際流場的模擬研究。利用所建模型,模擬了熱空氣在熱風(fēng)箱內(nèi)的速度、靜壓、溫度分布,研究了入口風(fēng)速、高度比、入口溫度、開孔率和噴口方式對氣墊層不均勻指數(shù)、氣墊靜壓和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響規(guī)律。通過量綱分析擬合Nu的函數(shù)關(guān)系式,數(shù)值

3、模擬值與擬合值比較表明,最大相對誤差為9.53％,均方根誤差為9.5％,吻合較好,可用于原型熱風(fēng)箱氣墊層表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算。對處于高速運動紙板的原型熱風(fēng)箱氣墊層的數(shù)值模擬研究表明,與全圓形孔相比,圓孔三角孔混合排布時,雖表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)稍小,但平均靜壓值增大、不均勻指數(shù)減少,氣墊層穩(wěn)定。在本研究關(guān)注的條件下,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及氣墊均勻性較好的最佳參數(shù)為:入口空氣溫度75℃、開孔率7.42％、入口風(fēng)速12m／s、木板速度4m／s、高度比τ=0.5