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文檔簡介
1、干燥涉及到國民經(jīng)濟(jì)廣泛領(lǐng)域,是一項高能耗過程,大多數(shù)發(fā)達(dá)國家的干燥耗能占全國總能耗的7%-15%,而且干燥行業(yè)熱效率普遍不高,僅為25%-50%,大部分能源被浪費,所用能耗占國民經(jīng)濟(jì)總能耗的12%左右。
箱式干燥裝置因其結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,維修方便等優(yōu)點,現(xiàn)仍被廣泛應(yīng)用于干燥行業(yè),特別是食品水果干燥。但是傳統(tǒng)箱式干燥裝置存在氣流組織分布不均勻的缺點,為了改善箱內(nèi)氣流組織分布不均勻性,本文采用CFD技術(shù),從兩個方面考慮,一方面基
2、于幾何結(jié)構(gòu),通過模擬研究進(jìn)風(fēng)口位置、出風(fēng)口位置、靜壓箱及傾斜角角度對箱式干燥裝置內(nèi)部氣流組織的影響,另一方面研究不同送風(fēng)工況即不同的入口風(fēng)速和不同的入口溫度對箱式干燥裝置內(nèi)部流場的影響。
在本文中,為了改善干燥裝置內(nèi)部空氣的速度及溫度分布均勻性,綜合不同結(jié)構(gòu)形式對箱式干燥裝置內(nèi)部氣流組織的影響因素(靜壓箱,變截面,傾斜角角度,進(jìn)風(fēng)口位置,出風(fēng)口位置),本文設(shè)計了七種幾何形狀不同的水果箱式干燥裝置,并采用Gambit將七種箱式干
3、燥裝置進(jìn)行建模,導(dǎo)入Fluent進(jìn)行計算,得到的圖像導(dǎo)入Tecplot進(jìn)行后處理分析。模擬結(jié)果表明:內(nèi)置變截面靜壓箱有助于改善箱式干燥裝置的氣流組織情況,并且當(dāng)變截面傾斜角為4°,進(jìn)風(fēng)口速度為2m/s時,熱質(zhì)交換區(qū)內(nèi)部的平均風(fēng)速為0.76m/s,而傳統(tǒng)箱式干燥裝置只有0.42m/s,另外,進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口的位置對干燥裝置內(nèi)部氣流分布也有影響,上進(jìn)中出風(fēng)最佳。進(jìn)一步的,本文研究了在新設(shè)計的干燥裝置中不同的入口速度(1m/s,2m/s和3m/
4、s)和不同的入口溫度(313K,323K和333K)對內(nèi)部流場分布的影響。結(jié)果表明,在新設(shè)計的箱式干燥裝置中,當(dāng)進(jìn)口風(fēng)速為2m/s,溫度為323K時,干燥裝置內(nèi)部的流場最均勻。
根據(jù)數(shù)值模擬分析結(jié)果,進(jìn)行了箱式干燥裝置的空載和負(fù)載無花果的干燥試驗,通過實際運行中的速度和溫度參數(shù)進(jìn)行采集和分析,并與模擬數(shù)值進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn),兩者在數(shù)值變化趨勢上基本呈現(xiàn)一致性,結(jié)果表明新設(shè)計的箱式干燥裝置能很好的改善箱式干燥裝置內(nèi)部的氣流分布不均勻缺
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