悬浮式烘箱数值模拟分析及结构优化

摘要

涂布设备在快速发展的国内包装印刷行业中占有难以取代的地位，涂布设备中烘箱的干燥性能直接影响着整机的速率以及产品的质量。因此，研究高效优质的悬浮式干燥烘箱具有非常重要的意义。本文结合流体力学相关理论和实际设计经验，对悬浮式烘箱整机内部进行热风流态的模拟，对处于热风作用下基材的压力、速度、温度等参数进行分析，为悬浮式烘箱的结构设计和性能优化提供理论基础。
　　本文主要的研究工作和成果有：
　　(1)运用流体力学分析软件Fluent，对悬浮式烘箱所有风嘴进行仿真分析，模拟所有风嘴及其周围流体域的热风流场，得到了热风作用在基材上的速度场、压力场、温度场；
　　(2)根据流体力学相关理论，对悬浮式烘箱进行三维建模，模拟热风在整个烘箱内从进口到出口的热风流场，得到在一定参数下热风作用在基材上的速度场及压力场，通过与实验所测的数据对比，验证了分析方法的正确性；
　　(3)根据现有悬浮式烘箱的研究和实际经验，对悬浮式烘箱关键结构参数进行三维建模和模拟仿真分析，运用控制变量法，选取六组结构参数进行对比分析，得到最优的前端距离和倾斜角；
　　(4)对悬浮式烘箱进行结构优化和仿真分析，得到热风作用在基材上的速度场和压力场，结果表明，优化后的烘箱作用在基材上速度场和压力场更加平稳。
　　本文基于计算流体力学和数值模拟的理论知识，对悬浮式烘箱展开分析，优化烘箱体的结构，改善干燥性能，提高涂布质量和效率，为悬浮式烘箱的设计和研究提供理论依据。

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目录

1绪论

1.1研究背景与意义

1.2研究现状

1.3研究内容

2计算流体力学的理论基础

2.1流体基本特性

2.2流体力学的控制方程

2.3 Fluent求解器的选择

2.4本章小结

3悬浮式烘箱风嘴数值仿真分析

3.1烘箱风嘴仿真模型

3.2划分计算网格

3.3仿真分析

3.4残差曲线

3.5热风流动迹线分析

3.6全体风嘴速度场、温度场及压力场分析

3.7本章小结

4悬浮式烘箱数值模拟仿真分析

4.1悬浮式烘箱仿真模型

4.2 仿真分析参数的设置

4.3计算残差曲线

4.4热风流动迹线

4.5烘箱速度场、压力场分析

4.6实验验证

4.7本章小结

5烘箱结构参数的数值分析

5.1 关键结构参数仿真模型

5.2仿真参数设置

5.3残差曲线

5.3评价方法

5.4六种前端距离对比分析

5.5本章小结

6悬浮式烘箱结构的优化

6.1整体优化结构仿真模型

6.2仿真参数设置及残差曲线

6.3热风迹线流动图

6.4优化烘箱速度场、压力场仿真分析

6.5本章小结

7总结与展望

7.1总结

7.2展望与不足

致谢

参考文献

.附录