基于LBM的篦冷機(jī)內(nèi)熟料堆積體換熱規(guī)律研究.pdf

1、篦冷機(jī)在水泥生產(chǎn)過程中起到輸送和冷卻水泥熟料顆粒的作用，對(duì)其內(nèi)水泥熟料堆積體換熱規(guī)律的研究是提高冷卻效果和提高熱回收率的基礎(chǔ)。目前水泥熟料堆積體換熱規(guī)律的研究主要分兩種方法：一種基于氣固換熱理論，另一種方法基于多孔介質(zhì)滲流換熱理論。這兩種方法都忽略了水泥熟料堆積體中多孔介質(zhì)孔隙邊界對(duì)換熱的影響，而且求解精度與求解簡便性不可兼得。為此本文首次將LBM應(yīng)用于水泥熟料堆積體內(nèi)換熱規(guī)律的研究，提出一種新的研究方法，在此基礎(chǔ)上給出篦冷機(jī)合理的供風(fēng)

2、方案以增強(qiáng)冷卻效果和提高熱回收率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
　　首先，建立單元體模型。根據(jù)特征單元體尺寸、孔隙度、水泥熟料顆粒橫斷面的平均直徑，并且考慮到單元體的各向同性的特點(diǎn)，建立了二維的單元體物理模型；采用Li Q等提出的一種用于可壓縮流動(dòng)的耦合的雙分布函數(shù)格子Boltzmann模型建立了單元體數(shù)學(xué)模型。
　　其次，采用MATLAB編程獲得單元體的換熱規(guī)律。為方便將單元體的換熱規(guī)律擴(kuò)展到水泥熟料堆積體，大大減小計(jì)算量，以單元

3、體入口處空氣速度、溫度為自變量，單元體出口處空氣溫度為因變量，求解出在26個(gè)熟料顆粒溫度系列下的規(guī)律曲線，共得到26條氣固滲流換熱規(guī)律曲線。
　　再次，研究熟料料層的換熱規(guī)律。將單元體的換熱規(guī)律通過雙循環(huán)嵌套算法擴(kuò)展到整體，得到了整個(gè)料層熟料的溫度分布和料層出口處的空氣溫度。
　　然后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用自行設(shè)計(jì)的驗(yàn)證設(shè)備，測量料層入口處熟料溫度，料層出口處空氣與熟料溫度，并與數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比，其最大誤差控制在8％以內(nèi)，實(shí)驗(yàn)