大型蒸汽列管回转干燥机干燥PTA传热机理的研究

摘要

大型蒸汽列管回转干燥机是生产PTA半成品和最终产品的重要设备之一，其性能及运行状况直接影响到PTA最终产品质量。大型蒸汽列管回转干燥机内的干燥过程是一个复杂的传热传质过程。目前，还没有一种适用于大型蒸汽列管回转干燥机干燥PTA传热传质过程描述的模型，对其传热传质机理的研究也极少，对大型蒸汽列管回转干燥机干燥PTA传热传质机理研究的匮乏成为制约国内用于干燥PTA蒸汽列管回转干燥机大型化设计及应用的瓶颈。 为了降低PTA生产成本，提高企业的国际竞争力，加速干燥设备国产化，并把干燥设备的质量提升到一个新的高度，本文通过对国内外大型蒸汽列管回转干燥机进行详细综述的基础上，从传热机理的分析出发，通过对间接换热式大型蒸汽列管回转干燥机传热机理的分析研究，建立了一种适用于大型蒸汽列管回转干燥机内传热过程描述的CFD（Computational Fluid Dynamics）模型，用于模拟蒸汽列管回转干燥机内固体颗粒的运动轨迹、浓度场、速度场、温度场和列管表面的换热系数等结果。通过模拟结果与大量的实验数据的比较表明，该模型的模拟具有较高的精度，可为大型蒸汽列管回转干燥机的工程设计提供指导。 本文在模拟的基础上，搭建了实验台，并进行了大量的实验研究，结合实验结果，对模型进行了优化。利用该模型，对大型蒸汽列管回转干燥机的结构和操作参数进行了优化。本文所建立的模型，已经多次用于蒸汽列管回转干燥机的设计开发当中，实践表明该模型对蒸汽列管回转干燥机的设计具有很好的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1干燥技术的现状和发展趋势

1.1.1干燥技术的现状

1.1.2干燥技术的发展趋势

1.2干燥设备的研究现状

1.3课题背景

1.4研究目的、内容及其路线

1.4.1研究目的

1.4.2研究内容

1.4.3研究路线

第二章干燥机建模概述

2.1蒸汽列管回转干燥机的工作原理简述

2.2数学建模特点

2.3干燥过程模型化概述

2.4本章小节

第三章实验系统及实验方法

3.1实验目的

3.2实验方法

3.2.1实验系统

3.2.2实验方案

3.3实验结果及分析

3.3.1物料的运动状态

3.3.2换热管位置的变化对传热系数的影响

3.3.3换热管间距的变化对传热系数的影响影响

3.3.4转速的影响对传热系数的影响影响

3.3.5填充率对传热系数的影响

3.3.6干燥脱湿曲线

3.3.7携湿气体对干燥过程的影响

3.4本章小节

第四章蒸汽列管回转干燥机CFD模型建立及模拟结果分析

4.1 CFD技术简介

4.1.1 CFD技术现状

4.1.2 CFD技术基本原理

4.1.3 CFD技术计算方法

4.1.4 CFD工作流程

4.2 FLUENT软件简介

4.2.1 FLUENT软件的组成

4.2.2模拟步骤

4.3 CFD模型的建立

4.3.1物理模型

4.3.2几何模型

4.3.3数学模型

4.4模拟结果及分析

4.4.1颗粒浓度场模拟

4.4.2温度分布模拟

4.4.3携湿气体与列管间换热系数的模拟

4.4.4结构优化的模拟

4.4.5操作参数优化的模拟

4.5 CFD模拟结果与实验数据误差分析

4.6本章小节

第五章结论与展望

5.1本文结论

5.2今后的工作展望

参考文献

发表论文及科研情况

致谢