管道式烘丝机气—固两相流场数值模拟

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1、j卤i摘要本文结合我公司丌发的燃油(气)管道式烘丝机项目中存在热、流体、结构等复杂工况耦合作用的问题，在速度、温度、组分分布及结构优化上开展研究工作。我公司在历经三年时间开发完成柳州卷烟厂用2400kg／h燃油(气)管道式烘丝机之后，又接到红河卷烟厂6400kg／h燃油．(气)管道式烘丝机的订单。2400kg／h到6400kg／h的能力变化，在设备制造上是不能简简单单按照比例进行缩放。在不能采用原理样机或相应的实物试验的开发情况下，为保证开发的一次成功，就必须引入新的开发手段和技术。本文根据所研究对象工作的物理环境(热、流场)，综合考虑气

2、一固两相流理论、计算流体力学理论以及气力输送理论，确定其影响的主要因素，建立了数学模型和控制方程，并确定了相关的边界条件。通过对进口的4000kg／h的燃油(气)管道式烘丝机建立数学模型，利用ANSYS程序中的FLOTluNCFD进行了有限元分析计算，得出整个三维模型流场的温度、速度、压力及气一固两相的分布。利用ANSYS软件强大的后处理功能从各个方面对数值计算结果进行分析，与得到的空载和负载状态下一些参数的实测值进行比对，利用反复试算分析得出赢温气体以及烟丝混合气体两种介质的物性参数及合理的数学模型。在获得上述设计参数的基础上，建立64

3、00kg／h的燃油(气)管道式烘丝机设备的数学模型，对其进行了有限元分析计算，验证了其模型的合理性。在以上分析的基础上，还提出了几种结构形式的燃油(气)管道式烘丝机的几何模型，对它们比进行分析以及结果比较，得出了一种较为理想的结构形式。通过详细的分析比较，本文对燃油(气)管道式烘丝机的气一固两相流场数值模拟基本能够真实地反映出燃油(气)管道式烘丝机对烟丝的整个处理过程。这为该产品设计提供了可靠的仿真工具和良好的思路，同时为进一步的开发设计提供了理论依掘。关键词：燃油(气)管道式烘丝机；气一固两相流；计算流体力学：气力输送数值模拟：ANSY

4、S西IEj止人4≯噬坝

5、．j’rr沦上摘耍AbstractThisresearchistosolvethethermal，hydrodynamicandstructuralproblemsexistedtotheburningoil(gas)basedpipelinetobaccobakingmachinedevelopedbyourcompanyfromdifferentaspects，speed，temperature，compozitiondistributionandstructureThreeyearsaftertheprodu

6、ctionofthe2400kg／hburningoil(gas)pipelinetobaccobakingmachineforLiuZhouTobaccoFactory,anorderfora6400kgmburningoil(gas)pipelinetobaccobakingmachinewasplacedfromHongheTobaccoFactory．．Itisnotasimplesizeenlargementfrom2400kg／hto6400kgha．Withoutprototypeorsinurlationexperimen

7、t，anewtechnologyhastobeintegratedtoguaranteethesuccessofthisproject．Basedonthetheoriesofgas-solidphase，hydrodynamicsandpneumatictransportationandconsideringthephysicalconditionsofthebakin'gprocess(thermalpropertyandhydrodynamicproperty)，themajorfactorswhichcouldaffectthep

8、erformanceoftheprocessweredetermined．Inaddition，amathematicmodelandcontrolequationswereestablishedwithcorrespondingboundaryconditions．Withthemathematicmodelestablishedfromanimported4000kg／hburningoil(gas)pipelinetobaccobakingmachine。a3-Dsimulatinghydrodynamicmodelwithdist

9、ributionsoftemperature．speed，pressureandgas·solidphasewasestablishedafterafiniteelementanalysisw