菊花烘干室內(nèi)氣流組織模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、烘干室內(nèi)部氣流組織不均勻是造成物料干燥效率低、干燥不均勻和干燥品質(zhì)差的主要原因。為了克服因烘干室內(nèi)氣流組織不均勻而導(dǎo)致的干燥效果不佳的問題，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試改進(jìn)烘干室結(jié)構(gòu)進(jìn)而改善氣流組織的均勻性，實(shí)際上存在工作量大、測(cè)試周期長、成本高等問題。采取通過運(yùn)用理論模擬方法對(duì)烘干室內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)從而改善烘干室內(nèi)氣流組織的均勻性是一種很好的手段和方法。因此本文以菊花烘干室為研究對(duì)象，通過分析菊花的物性參數(shù)和烘干室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，應(yīng)用FLUENT軟件

2、對(duì)烘干室內(nèi)部氣流組織進(jìn)行模擬分析研究，提高烘干室內(nèi)氣流組織的均勻性。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　?。?）通過靜力稱衡法測(cè)得菊花的實(shí)際密度和堆積密度；應(yīng)用計(jì)算測(cè)定法測(cè)得菊花層的孔隙率和平均直徑；通過搭建導(dǎo)熱系數(shù)簡易測(cè)量裝置，應(yīng)用傅里葉定律測(cè)得菊花的導(dǎo)熱系數(shù)，通過對(duì)菊花的物性參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，為FLUENT軟件模擬中多孔介質(zhì)模型的設(shè)置提供參數(shù).。
　　（2）利用前處理軟件GAMBIT對(duì)烘干室進(jìn)行建模，對(duì)烘干室的流體計(jì)算域進(jìn)行簡化，通

3、過 FLUENT軟件，以基本控制方程和流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律為依據(jù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和SIMPLE數(shù)值計(jì)算方法，根據(jù)實(shí)際參數(shù)設(shè)定模擬的各種邊界條件，菊花層用多孔介質(zhì)模型替代，建立烘干室流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型；
　?。?）對(duì)菊花烘干室內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)模擬值與實(shí)驗(yàn)值的相對(duì)誤差在8％以內(nèi)，因此可以得出如下結(jié)論：對(duì)菊花烘干室內(nèi)流場(chǎng)的模擬是準(zhǔn)確可行的，該模擬方法可用于指導(dǎo)菊花烘干室的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)其它花類植物的干

4、燥工藝也具有一定的參考價(jià)值；
　?。?）通過對(duì)入口無導(dǎo)流板和入口設(shè)置導(dǎo)流板兩種情況進(jìn)行模擬分析，得出如下結(jié)論：氣流從左側(cè)進(jìn)入烘干室，在入口處沒有設(shè)置導(dǎo)流板的情況下將徑直流向烘干室的右側(cè)，導(dǎo)致烘干室右側(cè)的風(fēng)速較大，整個(gè)烘干室內(nèi)氣流組織不均勻；通過在烘干室的入口處設(shè)置導(dǎo)流板，對(duì)進(jìn)入到烘干室內(nèi)的氣流進(jìn)行分散，使得烘干室內(nèi)風(fēng)速場(chǎng)和壓力場(chǎng)得到極大改善。
　?。?）通過對(duì)不同導(dǎo)流板角度下烘干室內(nèi)氣流組織模擬分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)上導(dǎo)流板為60?、

5、中導(dǎo)流板為30?、下導(dǎo)流板為15?時(shí)，烘干室內(nèi)氣流組織的均勻性最佳。
　?。?）研究了導(dǎo)流板最佳角度下不同導(dǎo)流板長度對(duì)烘干室內(nèi)氣流組織均勻性的影響情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)上、中、下導(dǎo)流板的長度分別為280㎜、400㎜、400㎜時(shí)，烘干室內(nèi)氣流組織均勻性最佳。
　?。?）研究了在導(dǎo)流板最佳角度和最佳長度的條件下，對(duì)入口風(fēng)速分別為1.5m/s、2.5m/s和4m/s時(shí)烘干室內(nèi)氣流組織的均勻性進(jìn)行模擬，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，入口風(fēng)速為2.5m/s時(shí)，烘