氣流式噴霧干燥過程三維數(shù)值模擬.pdf

1、氣流式噴霧干燥裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，霧化性能比較高，因而廣泛應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。由于噴霧干燥塔內(nèi)液滴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及液滴與干燥介質(zhì)之間的傳熱傳質(zhì)過程非常復(fù)雜，因此詳細(xì)的分析干燥塔內(nèi)氣粒兩相運(yùn)動(dòng)及傳熱傳質(zhì)過程非常重要。但是采用實(shí)驗(yàn)的手段獲取噴霧干燥塔內(nèi)干燥氣體的詳細(xì)數(shù)據(jù)和顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡不僅需要大量的時(shí)間，而且需要昂貴的測(cè)試設(shè)備和實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，同時(shí)在目前有關(guān)測(cè)量技術(shù)下有些微觀量仍然很難獲取。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法成為

2、解決這一問題的有效途徑。
　　本課題通過對(duì)數(shù)值分析、數(shù)值傳熱學(xué)(NHT)和計(jì)算流體力學(xué)（CFD）理論的應(yīng)用研究以及對(duì)計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT的運(yùn)用，對(duì)氣流式噴霧干燥過程進(jìn)行三維數(shù)值模擬。
　　本課題采用GAMBIT軟件建立了PC-015實(shí)驗(yàn)型氣流式噴霧干燥塔物理模型并且對(duì)該模型進(jìn)行了網(wǎng)格劃分。為了進(jìn)行氣流式噴霧干燥過程數(shù)值模擬，首先建立描述氣流式噴霧干燥過程的氣相控制方程、顆粒軌跡模型、氣粒兩相間的傳熱傳質(zhì)模型、離散相與

3、連續(xù)相的耦合方程的數(shù)學(xué)模型，采用有限容積法對(duì)方程組進(jìn)行離散化，用SIMPLE算法求解氣相控制方程，用PSI-Cell算法耦合氣相與離散相間的相互作用?？紤]了氣相與顆粒之間的相互作用、顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡受傳熱傳質(zhì)的影響以及顆粒直徑分布的影響，根據(jù)實(shí)際工況設(shè)計(jì)邊界條件，采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)噴霧干燥塔中液滴干燥過程進(jìn)行CFD模擬。
　　通過改變物料質(zhì)量流量以及氣液相對(duì)速度來研究顆粒在干燥塔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡、干燥情況和停留時(shí)間。得到最合適的條件：干燥