木纤维脉冲-旋流气流干燥气固两相流分析及数值模拟
2018-05-04陈峰
东北林业大学学报 2018年4期
陈峰
(辽宁林业职业技术学院,沈阳,110101)
高珣 程万里
(北华大学木质材料科学与工程重点实验室) (生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学))
气固两相流是管道中的流体(气相)带动固体颗粒或粉末(固相)进行输送和干燥[1],气固两相流是一项综合性研究内容,涉及诸多学科,广泛应用于发电、化工、水泥、制药、粮食里面的颗粒、粉末或纤维的气流干燥[2]。在干燥过程中的气固两相流具有流动复杂性和测量困难性,基于各相能量、动量守恒定律,可建立反应不同相的流体力学方程,通过计算机计算仿真模拟[3],这样不仅节约时间,且能反映实验的直观性和可预测性。
国内外有研究人员对于脉冲干燥机和旋流干燥机进行计算流体力学(CFD)模拟的研究[4-5],但是目前还没有对两者组合起来的脉冲-旋流气流干燥系统的两相间的传热传质过程进行定量的研究。笔者利用理论分析模型建立脉冲-旋流气流干燥传热传质模型,并结合杨木纤维干燥的需求及脉冲-旋流气流干燥特点,利用CFD模拟软件ANSYS Fluent 14.5进行三维模拟,基于欧拉-拉格朗日模型的稀相气固两相流动的数值模拟。通过CFD软件对脉冲-旋流干燥机进行分析,掌握脉冲-旋流干燥过程中的流场、湿度、温度、速度、压力、纤维分布,从而为今后大规模开发该纤维干燥系统提供理论依据。
1 Fluent算法的过程分析与数学描述
1.1 气固两相流体的物理特性参数
对脉冲-旋流干燥气固两相流动实验和仿真,纤维的物性参数直接影响数值计算结果。……
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