瀝青灑布車導熱油加熱瀝青裝置設計及傳熱過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、目前,我國公路事業(yè)進入“建養(yǎng)并重”時期,公路建設及養(yǎng)護水平在不斷提升,這就要求瀝青灑布車必須適應其發(fā)展,各方面性能得到提升。加熱裝置是瀝青灑布車灑布作業(yè)關鍵設備之一,其性能好壞將直接影響瀝青路用性能及灑布作業(yè)質(zhì)量。加熱效果無法滿足市場需求的瀝青加熱裝置勢必將被逐漸淘汰。
　　本文首先總結(jié)了國內(nèi)外瀝青加熱技術的發(fā)展狀況,在此基礎上比較了各種加熱方式的優(yōu)缺點,確定了目前廣泛應用的導熱油間接加熱方式。隨后依據(jù)傳熱學相關理論對內(nèi)置雙層U型

2、管式導熱油加熱裝置主要結(jié)構及部件進行了計算和選型。針對設計的加熱裝置,本論文利用PROE參數(shù)化設計幾何模型,ANSYS Workbench對其傳熱過程進行了數(shù)值模擬。此次數(shù)值模擬是對換熱過程進行穩(wěn)態(tài)熱分析,瀝青采用層流模型,導熱油采用標準的k-ε模型和壁面函數(shù)法,以速度入口(Velocity-inlet)、自由出口(out-flow)及固壁邊界(wall)作為邊界條件進行耦合換熱分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明,換熱情況符合設計要求。最后,本文通

3、過數(shù)值模擬計算逐一分析了蛇管結(jié)構、蛇管間距、瀝青流速及導熱油流速對加熱裝置換熱效果的影響,得到以下分析結(jié)果:不同的蛇管結(jié)構形式以及蛇管間距數(shù)值變化對加熱裝置換熱效果會產(chǎn)生一定影響,但由于瀝青罐內(nèi)空間有限且換熱面積不大,其對罐內(nèi)瀝青溫度場分布及換熱效果影響不大;瀝青動態(tài)循環(huán)加熱方式換熱效率優(yōu)于自然換熱方式;瀝青和導熱油流速的變化均會改變換熱系數(shù)K的數(shù)值,但綜合考慮其對壓降ΔP的影響,適當提高導熱油流速對換熱效果改善更佳。這對今后瀝青灑布車