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，通過實驗測試改進(jìn)烘干室結(jié)構(gòu)進(jìn)而改善氣流組織的均勻性，實際上存在工作量大、測試周期長、成本高等問題。采取通過運用理論模擬方法對烘干室內(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：
　?。?）通過靜力稱衡法測得菊花的實際密度和堆積密度；應(yīng)用計算測定法測得菊花層的孔隙率和平均直徑；通過搭建導(dǎo)熱系數(shù)簡易測量裝置，應(yīng)用傅里葉定律測得菊花的導(dǎo)熱系數(shù)，通過對菊花的物性參數(shù)進(jìn)行測定，為FLUENT軟件模擬中多孔介質(zhì)模型的設(shè)置提供參數(shù).。
　?。?）利用前處理軟件GAMBIT對烘干室進(jìn)行建模，對烘干室的流體計算域進(jìn)行簡化，通

3、過 FLUENT軟件，以基本控制方程和流體運動規(guī)律為依據(jù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和SIMPLE數(shù)值計算方法，根據(jù)實際參數(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，建立烘干室流場數(shù)學(xué)模型；
　　（3）對菊花烘干室內(nèi)的流場進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)模擬值與實驗值的相對誤差在8％以內(nèi)，因此可以得出如下結(jié)論：對菊花烘干室內(nèi)流場的模擬是準(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，對其它花類植物的干

4、燥工藝也具有一定的參考價值；
　?。?）通過對入口無導(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)速場和壓力場得到極大改善。
　?。?）通過對不同導(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，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，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，對入口風(fēng)速分別為1.5m/s、2.5m/s和4m/s時烘干室內(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，烘