玉米順流干燥箱體內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1、玉米順流干燥箱體內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)值分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化中國(guó)北方的玉米產(chǎn)量很高 , 高于我國(guó)玉米種植總面積的 30%以上 , 總產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的 40%,因此需要對(duì)大產(chǎn)量玉米進(jìn)行及時(shí)干燥并入倉(cāng)儲(chǔ)存 , 才能減少大量損失。在北方普遍采用豎箱式烘干塔作為干燥設(shè)備對(duì)大產(chǎn)量谷物進(jìn)行干燥作業(yè) , 順流的干燥工藝的干燥速度快 , 適用于高水分玉米的干燥要求 , 在我省應(yīng)用廣泛。為了在目前的順流干燥工藝的基礎(chǔ)上 , 進(jìn)一步提高順流干燥效率 , 提高其干燥均勻性為目的 , 特對(duì)干燥介質(zhì)在干燥箱體內(nèi)不的分布情況進(jìn)行研究 , 并對(duì)干燥箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。由于干燥設(shè)備的尺寸大結(jié)構(gòu)復(fù)雜 , 常規(guī)方法測(cè)量困難程度高 ,成本高。因此本

2、文結(jié)合數(shù)值模擬方法與傳統(tǒng)試驗(yàn)測(cè)量方法對(duì)干燥箱體內(nèi)流場(chǎng)分布情況進(jìn)行直觀分析 , 根據(jù)研究結(jié)果優(yōu)化干燥箱體結(jié)構(gòu) , 從而提高干燥箱體內(nèi)干燥介質(zhì)分布均勻性。 (1) 通過(guò)對(duì)玉米進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)定試驗(yàn) , 需要測(cè)定的參數(shù)有玉米的初始含水率、平均直徑、密度、孔隙率等。結(jié)合玉米干燥特性試驗(yàn)與通風(fēng)阻力試驗(yàn)對(duì)干燥數(shù)值模擬的風(fēng)速條件進(jìn)行選擇 , 最終確定 0.75m/s 的風(fēng)速條件最適合于玉米干燥數(shù)值模擬。 結(jié)合 CFD(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) ) 理論與實(shí)際試驗(yàn)條件對(duì)順流干燥箱體內(nèi)流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立。(2) 在干燥箱體內(nèi)建立特征監(jiān)測(cè)點(diǎn)結(jié)合均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo) , 模擬研究了風(fēng)速為0.75m/s 時(shí)的內(nèi)流場(chǎng)分布情況。結(jié)果

3、表明 : 達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的風(fēng)場(chǎng)在遠(yuǎn)離入口處的風(fēng)速幾乎為零 , 風(fēng)量主要聚集在入口與出口處 , 干燥箱體內(nèi)存在死角。 角狀管是主要輸送引導(dǎo)熱風(fēng)的結(jié)構(gòu) , 通過(guò)對(duì)角狀管截面的改變 , 可以對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 通過(guò)調(diào)節(jié)角狀管兩側(cè)擋風(fēng)板的角度 , 從而改變角狀管截面。分析了三種角度狀態(tài)下 , 角狀管內(nèi)流場(chǎng)狀態(tài) , 模擬結(jié)果表明 : 通過(guò)調(diào)節(jié)角狀管擋風(fēng)板角度 , 內(nèi)流場(chǎng)均勻性得到提高 , 在進(jìn)風(fēng)角狀管與出風(fēng)角狀管擋風(fēng)板均調(diào)節(jié)11°時(shí) , 干燥箱體中部 Z=320mm的干燥均勻性最好 , 其不均勻系數(shù)從 20.6%下降至7.34%。(3) 選用三種不同風(fēng)速 0.5m/s 、0.75m/s 、 1m/s, 對(duì)三個(gè)狀態(tài)下的角狀管進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)試驗(yàn) , 試驗(yàn)結(jié)果表明 : 不同風(fēng)速條件下 , 達(dá)到均勻性最優(yōu)情況下的角狀管擋風(fēng)板調(diào)節(jié)角度不同。 所以 , 擋風(fēng)板角度需要隨邊界條件不同而變化 , 可以更好提高內(nèi)流場(chǎng)分布均勻性。根據(jù)以上研究結(jié)果對(duì)干燥箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。基