拟薄水铝石气流干燥过程数值模拟

  • 2015-08-07 08:57:00
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气流干燥及后续分离技术是我国早在60年代就广泛用于散粒状物料的技术。目前仍是主要的干燥方法,但般采用经验设计,且普遍存在操作参数不加控制,产品质量难以预测的问,有必要进步提高设计水平和操作水平。
程的模拟进行探讨,这不仅可避免实验繁琐费时,而且所获得的参数比实验更为详尽。同时还可以节省实验开销,为工业生产提出指导性的意。
1干燥过程的数学模型1.1模型假设按照介质传热理论,干燥过程同时受物料内部结构和外部条件的影响,对于干燥的恒速阶段和降速阶段,这种影响是不同的。在恒速干燥阶段决定于外部条件即千燥介质的性质,而在降速干燥阶段,控制因素是被干燥物料的内部阻力。气流干燥过程时间短,干燥快,颗粒面较湿润,许多学者均认为气流干燥过程处于恒速干燥阶段,这与实际情况相符。基于气流千燥的这些特点,对气流干燥做些合理3气流两相并流悬浮,无返混现象;化气流温度和湿度在管的横截面上均匀化,随高度发生变化;固体颗粒在管的横截面上均匀分布;1固体颗粒为球状,大小均匀;6管壁绝热良好,在气固悬浮体和环境间没有热辐射,固体为恒速千燥。
以上假设虽然趋于理想状态,但抓住了主要矛盾,使过程分析更为简洁,与实际1.2数学模型根据拟薄水铝石气流干燥工艺流程1和上述假设条件,进行其机理研宄,经分析和推导得到反映千燥过程物料温度方程根据热平衡原理可得谭建平,博士生导师,研宄方向摩擦润滑机电控制等。
Y热风湿含量颗粒速度方程根据动量定理可得出管内物料的运动速度Pg气流密度Vs气流速度g重力加速度热风湿含量方程根据质量平衡原理可得热空气的湿含1.蒸汽预热器2.电加热器3.料耙分散器4.供料螺旋5.干燥管6.引风机7.布袋除尘器7水的汽化潜热,咆81ct,水蒸气的比热容,2.1 Pm物料密度让83d物料颗粒的当量直径,Cm物料比热容小!2.1Cw水的比热容。1Z物料含水率,Vp颗粒速度2热风温度方程根据热传递原理可得为物料流量上881热风流量841凿岩机械气动工具,200335物料含水率方程根据干燥速率定义可得管高度变化的关系,它是进行过程模拟的基础,可以通过选择正确的算法合理的物性参数及参数关联式进行数值解算。
2模拟计算方法分析进行模拟计算,即求解出由个阶常微分方程的初值问构成的模拟方程组,相当于得出沿干燥管高度变化的颗粒速度,含水率尤热风湿含量7颗粒温度空气温度气流速度的实验观测结果。其解法有很多种,如1法尺161他法和多步法。其中尺86让口1法是常用的方法,其优点是既保证了足够的准确度,又不需要计算高阶导数项。本文利用Matlab语言调用标准阶只1职1伽法模拟计算。其程序结构框物料含水率曲线干燥管高度凿岩机械气动工具,20033颗粒速度曲线热风湿度曲线3干燥模拟结果及分析物性数据如下从中可以看出物料颗粒速度在干燥管初4,1内增加很快,以后变缓,但并未达物料温度曲线热风温度曲线。02,烟,鼷爷舴萁,到恒速,这与般资料将运动区域划分为加速运动段和恒速运动段有所不同。从细微的模拟曲线看,这种划分是相对的,它是对某种趋势的近似概括。实际上,因为气流在运动过程中温度逐渐下降,密度增加,气流速度相应减小而并不是恒定不变的,所以由气流带动下的颗粒速度也不会完全恒定。
观察物料温度的变化趋势,当物料升温到定程度后,升温的趋势变得很小。这主要是因为此时它与气流的绝热饱和温度相接近,气流对物料的传热只是用来蒸发物料中的水分,而使物料升温的传热动力很小。
过程模拟的可靠性取决于数学模型及算法的正确与否。作者通过拟薄水铝石干燥现场试验测试,过程模拟与测试数据吻合得相当好,证明本模拟方法不仅正确而且还有较广泛的适用性。这样,我们可以进步模拟正交试验法优化操作参数和结构参数,获得参数的佳匹配。
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