奶粉氣流式噴霧干燥過程中粘壁現(xiàn)象的研究.pdf

1、奶粉行業(yè)噴霧干燥技術(shù)已日趨成熟，但仍存在一些問題亟需解決，諸如干燥產(chǎn)品雜質(zhì)度高、液滴蒸發(fā)量低、干燥器內(nèi)壁掛粉等，其中最為嚴重的就是奶粉噴霧干燥過程中的粘壁(即掛粉)現(xiàn)象。本文以YC-015實驗室小型噴霧干燥機為基礎(chǔ)模型，采用理論分析、數(shù)值仿真和實驗研究相結(jié)合的方法，研究奶粉噴霧干燥過程中可控操作參數(shù)對粘壁現(xiàn)象的影響，為奶粉生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
　　搭建了噴霧干燥實驗平臺，對進風(fēng)溫度、料液濃度、進料速率三個變量分別進行了單因素實驗與響

2、應(yīng)曲面實驗設(shè)計，并在不同工況下分別取樣利用環(huán)境掃描電鏡進行微觀結(jié)構(gòu)觀察，利用紅外真空干燥箱進行含水量測定，找出了在粘壁量最小前提下的最優(yōu)工藝參數(shù)用于后續(xù)的數(shù)值模擬驗證。最優(yōu)工藝參數(shù)為：進風(fēng)溫度200℃，料液濃度25％，泵轉(zhuǎn)速55r/min。分析了最優(yōu)工藝下各因素的交互作用響應(yīng)曲面圖，表明進風(fēng)溫度和泵轉(zhuǎn)速的交互作用對粘壁的影響較大，在選擇參數(shù)時要綜合考慮各因素的交互作用。
　　運用前處理軟件 GAMBIT對氣流式噴霧干燥塔幾何模型進

3、行了整體網(wǎng)格劃分和局部加密；在FLUENT中考慮了重力和空氣拽力對霧滴運動的影響，以及離散相與連續(xù)相的雙向耦合，建立了波動破碎霧化模型來模擬霧滴的二次霧化，并將壁面離散相邊界條件設(shè)置為trap，確定了迭代時間步長為0.0001s，對離散相進行了非穩(wěn)態(tài)追蹤。得到并分析了塔內(nèi)流場的溫度分布、速度分布、濕度分布及顆粒軌跡、顆粒溫度、顆粒停留時間等特性。
　　為了加深對粘壁現(xiàn)象的研究，最后還分析了霧滴滴徑的影響因素和旋風(fēng)分離裝置對粘壁的影