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直角三通加热结构的多物理场耦合数值分析

2021-05-19栾振辉

安徽理工大学学报(自然科学版) 2021年2期

栾振辉,陈 涛

(安徽理工大学机械工程学院,安徽 淮南 232001)

盘式干燥机主要由多层固定空心加热圆形载料盘及转耙搅拌装置组成,是一种立式连续的以热传导为主的干燥设备,如图1所示,其广泛应用于干燥、加热、脱水等领域。加热盘是盘式干燥机的核心部件之一,其结构为一空心圆盘,分为大小两种,如图2所示(以小加热盘为例)。加热盘工作时受到高温烟气直接作用,导致其局部温度过高且产生较大热应力,极易发生热疲劳破坏。工程实践中,经常出现加热盘过早损坏的情况。为了提高加热盘的使用寿命,有必要对加热盘的受热情况进行分析。

1.干燥机外壳;2.高温烟气;3.小加热盘;4.大加热盘;5.湿物料;6.回转轴;7.抽风机;8.水蒸气;9.高温烟气;10.干物料图1 盘式干燥机结构简图

1.上板;2.下板;3.内立筒;4.外立简;5.输入管;6.隔板;7.输出管图2 加热盘结构简图

多物理场耦合分析是一种综合考虑多种情况影响下的研究方法。文献[4]建立流固共轭传热模型,对钠泵机械密封摩擦副进行流固热耦合分析,对钠泵机械密封结构设计和改进具有指导意义;文献[5]建立热力耦合模型,仿真分析了制动器的制动过程,联立Manson-Coffin方程预测制动鼓的疲劳寿命;文献[6]建立热-流-固耦合模型,分析了不同工况下对单金属密封端性能的影响;文献[7]建立热力耦合模型,通过预测模型耦合求解,验证了预测模型结果符合实验结果,对工程实践有指导作用;文献[8]建立热力耦合模型,分析了不同工况下镐形截齿的温度分布,为进一步研究截齿应力提供了理论依据;……

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