旋转闪蒸干燥器内传热传质特性的基础研究

摘要

旋转闪蒸干燥装置是国外八十年代推出的、将干燥技术和流态化技术综合为一体的一种干燥设备。该装置技术先进、设备紧凑、操作简单、维修方便，强化了气固传热效果，节能效果显著，是一种高效、节能、快速的理想干燥设备。在化工、印染等行业得到了广泛的应用。 在自行研制的实验设备中，论文对相同进气温度，不同搅拌转速、流量的条件下，旋转闪蒸干燥装置的干燥进行了实验研究。测量了热空气干燥钛白粉过程中，空气入口、出口温度和干燥器内部的温度场随时间的变化关系。结果表明，在旋转闪蒸干燥装置中可以实现物料的快速干燥。恒速干燥阶段的传热系数随入口气体流速的增大而增大。在本文的实验范围内，搅拌转速的影响对干燥器传热系数的影响不显著。得到了旋转闪蒸干燥装置干燥过程中的气固传热和传质系数的准则公式： Nu<,p>=2.2148Re<'0.5><,P>pr<'1/3> sh<,p>=2.2148Re<'0.5><,p>SC<,1/3>上述两式可用于旋转闪蒸干燥器的设计。 采用κ-ε模型描述气体流动，对颗粒群则作为离散体系采用颗粒一轨道模型描述。数值模拟的结果表明，旋转闪蒸干燥器自由空域内气体流动是伴随流通面积变化，并发生拐弯的、具有旋转运动的一类复杂湍流流动。对主要因素的影响进行了计算和分析。 旋转闪蒸干燥器自由空域内颗粒运动的数值计算结果表明，进入自由空域的颗粒受重力、气流曳力、离心力和哥氏力的作用，不仅沿切向运动，而且还会根据哥氏力的方向，做径向运动。气流入口速度的减小对颗粒被气流夹带出干燥器有显著的抑止作用。在本文的模拟条件下，搅拌转速对干燥器的干燥效率的影响不显著。数值模拟结果有助于旋转闪蒸干燥设备的设计。

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文摘

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第一章绪论

1.1问题的提出和应用背景

1.2国内外研究成果与发展概况

1.3本文研究的内容

第二章旋转闪蒸干燥器中干燥特性的实验研究

2.1引言

2.2旋转闪蒸干燥器传热传质实验原理

2.3实验结果和分析

2.4传热传质准则方程

第三章旋转闪蒸干燥器自由空域气体流动的数值研究

3.1概述

3.2干燥器内部结构及边界条件

3.3计算细节

3.4数值模拟结果与分析

3.5小结

第四章旋转闪蒸干燥器中自由空域内颗粒运动的数值模拟

4.1概述

4.2颗粒轨道计算的数学模型

4.3颗粒运动轨迹的计算结果与分析

4.4颗粒传热的计算结果与分析

4.5小结

第五章结论与展望

5.1本文主要研究结果

5.2不足之处和研究展望

致谢

参考文献

作者在读期间撰写和发表的论文