飼料逆流冷卻器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及冷卻模型分析.pdf

1、在顆粒飼料制粒加工流程中，冷卻是最后一道工序，直接影響飼料成品的質(zhì)量。逆流冷卻器以其占地面積小、能耗低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)成為目前廣泛采用的顆粒飼料冷卻設(shè)備。本文以飼料逆流冷卻器為研究對(duì)象，針對(duì)其排料機(jī)構(gòu)漏料多、風(fēng)阻大，冷卻器內(nèi)風(fēng)速場(chǎng)均勻性差，冷卻機(jī)理的理論研究匱乏等問題，設(shè)計(jì)了改進(jìn)型排料機(jī)構(gòu)，有效改善了其工作性能。分析了不同排料方案下風(fēng)速場(chǎng)的均勻性指標(biāo)，為排料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。研究了進(jìn)料過程造成的低料位對(duì)風(fēng)速均勻性的影響并提出了應(yīng)對(duì)

2、措施。建立了冷卻過程的數(shù)學(xué)模型并研究了各工藝參數(shù)對(duì)冷卻過程的影響，為實(shí)際生產(chǎn)中工藝優(yōu)化策略提供了有效的理論指導(dǎo)。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）利用SolidWorks設(shè)計(jì)了新型翻板排料機(jī)構(gòu)，完成了冷卻器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)備所有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。
　　（2）利用ANSYS分析了危險(xiǎn)部件在工作狀況下的應(yīng)力、應(yīng)變以及最大變形量，包括箱體、翻板、設(shè)備支架、撒料器四部分。結(jié)果表明，所有應(yīng)力值均在材料許用應(yīng)力范圍內(nèi)，最大變形

3、量在設(shè)備工作許可范圍內(nèi)。
　?。?）建立了6種排料方案下冷卻器的CFD模型，利用Fluent分別模擬了這6種方案下冷卻器內(nèi)的風(fēng)速場(chǎng)，在Matlab中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出風(fēng)速場(chǎng)在X、Y、Z三個(gè)方向上的均勻性系數(shù)。結(jié)果表明：在水平面平行于進(jìn)風(fēng)方向（X方向），隨氣流的上升，6種類型冷卻器內(nèi)風(fēng)速均勻性都有改善；在水平面垂直于進(jìn)風(fēng)方向（Y方向），隨氣流的上升，5種方案下風(fēng)速均勻性系數(shù)基本保持恒定，而本文所設(shè)計(jì)的排料機(jī)構(gòu)下，風(fēng)速均勻性系數(shù)初始值

4、較低，但隨著氣流的上升逐漸提高，對(duì)飼料的最終含水率影響不大；在豎直方向上（Z方向），4種方案下風(fēng)速均勻性隨氣流上升而增大，2種方案下風(fēng)速均勻性出現(xiàn)較大波動(dòng)，這是由于多層排料結(jié)構(gòu)限制了風(fēng)速均勻性在豎直方向上的提升。通過研究低料位工況下的風(fēng)速場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)將低料位計(jì)安裝高度控制在0.3m以上可降低進(jìn)料過程中低料位對(duì)風(fēng)速均勻性的影響。
　?。?）將飼料深床冷卻簡(jiǎn)化為若干薄層，根據(jù)熱質(zhì)傳遞的基本理論推導(dǎo)了飼料冷卻干燥的偏微分方程；建立了飼料的干