滚筒干燥和气流干燥的过程的数值模拟研究

为推动本厂的特色工艺研究和技术改造工作,根据本厂实验线的设备参数和实验数据,运用最新的流体力学计算方法,对滚筒干燥和气流干燥过程进行数值模拟。该研究结果对制丝线设备改造和创新提供了一定的理论基础     

离心流化床干燥过程中传热传质的数值模拟

通过对典型的多孔湿物料在离心流化床中干燥过程的理论分析和实验研究 ,首次将含湿多孔介质传热传质过程和物料与气流之间的外部传递过程相耦合 ,导出了离心流化床的理论模型和控制方程组 ,对于离心流化床中湿物料的干燥过程引进了数值模拟 ,结果表明增加气体表观流速、控制入口气体的温度和相对湿度以及加大床体转速均对干燥有不同的影响     

气流干燥过程的数学模拟

针对颗粒和空气在干燥管内的相互作用和传质传热机理,首先建立了直管式气流干燥数学模型,然后通过分析脉冲式气流干燥器的结构特点,求出了管径变化的微分方程,将其和直管式气流干燥的五个常微分方程耦合在一起,构成了脉冲式气流干燥的传质传热数学模型。根据模型方程的特点,运用四阶龙格-库塔法对其进行了数值求解。通过实验结果验证,该模型正确可靠。     

高温气体穿越液池过程气液传热传质数值分析

建立气液二相间动量、热量及质量同时传递数学模型,数值模拟了高温气体穿越液池气液直接接触热质传递规律。模型中考虑了气泡破碎、聚合以及冷却水蒸发等因素的影响。数值模拟获得了液池内气液二相温度变化规律,探讨了液池内表观气速、气泡尺寸以及进入液池气体温度等因素对液池内气液二相温度分布特性的影响。计算结果与实验值吻合较好,验证了模型的可行性。数值模拟结果表明:高温气体在进入液池后,首先经历一个剧烈的气液热质交换过程,存在一个较大的温度梯度变化,而随后气体温度变化趋于平缓;随着液池内表观气速的降低,池内气体温度降低;最大冷却水蒸发速率和最高气体温度均出现在靠近下降管出口的区域。     

瓷质砖湿坯对流干燥过程的传热传质研究

引用建立于Whitaker的体积平均方程和Darcy定律基础止的多孔介质内部热质传递的等效耦合扩散模型，寻出一组关于液体饱和度、温度和气相压力的新支配方程，应用该方程组对瓷质砖坯体干燥过程进行了数值分析和实验测定。在平均含湿饱和度的变化方面，数值解与实验结果十分吻合。还改变影响坯体干燥过程的一些因素进行计算机模拟计算，通过改变这些因素的大小来考察计算结果，以期获得某些定性或定量的结论，从而用以指导实际生产过程。     

颗粒表面料层干燥过程的数值模拟

建立单颗粒表面料层干燥的物理及数学模型,并将方程组无因次化,采用全隐法对该无因次模型方程进行求解,从而分析惰性载体的直径、薄层物料厚度、薄层物料孔隙分布标准方差、均值、干燥气体温度、流速对干燥时间的影响.     

湿工况下平翅片传热传质实验与数值模拟

研究了湿工况下2排错列平翅片管换热器,迎面风速在0.77～3.06 m·s^-1范围内的传热特性：潜热换热量先是随迎面风速的增加而增加,当迎面风速增加到一定值后,潜热换热量受迎面风速的影响很小;与干工况相比,湿工况下空气侧的对流换热系数有所增加。在实验研究的基础上,为降低数值求解的难度,引入了“壁面反应”来模拟水蒸气在冷壁面的相变传热、传质过程,建立了湿工况平翅片管换热器空气侧三维传热、传质的简化模型。得到了湿空气的温度分布及水蒸气组分分布,并用场协同理论就迎面风速对传热、传质的影响进行了分析。将数值计算的结果与实验数据进行了对比,两者吻合很好。     

不同工质下流化床气流粉碎机流场数值模拟

为研究流化床气流粉碎机在不同工质下内部流场的变化,利用FLUENT流体计算软件对流化床气流粉碎分级机进行整体建模。对不同工质的模拟结果表明:不同工质下气流动压相差不大,但分子量越小的工质经过Laval喷嘴得到的喷嘴出口速率越大,同时粉碎腔内的引射气流速率越大,颗粒进入轴心速率区的概率也增大,故分子量小的工质能有效提高粉碎效率。不同进口压力和背压对气流速率影响的模拟结果表明,提高进口压力,气流速率明显提高;增大负压对提高气流速率不明显。     

污泥干燥过程传热传质模拟

本文详细阐述了污泥颗粒在转筒干燥机内传热传质模型的建立过程,通过模拟得到了污泥颗粒表面温度、含湿量以及空气温度沿转筒轴向的分布结果,并将模拟结果与实际情况进行对比。结果表明,该模型与实际情况相符。     

自由降膜传热传质数值模拟技术研究进展

自由降膜过程在许多工业领域,特别是在石油化工工业中有着非常广泛的应用。近年来,随着计算机技术的发展,采用理论分析、数值模拟和实验相结合的技术手段,对降膜传热传质过程进行了深入的研究,为优化降膜传热传质过程和新型设备的开发提供了理论基础。     

A comprehensive review on modeling of pneumatic and flash drying

Pneumatic conveying drying (PCD) is a widely used process in the industries and is a combination of heat and mass transfer and pneumatic handling technology. Drying processes consume large amounts of energy and, therefore, reduction in operating cost will be extremely beneficial for the industry. Many studies have been conducted to model and optimize the pneumatic drying. This review article focuses on the different strategies used in the literature to model pneumatic drying processes. An analysis is provided for the different mathematical modeling and its components such as balance and complementary equations and modeling assumptions. Two-fluid theory, Eulerian granular, and the discrete element method are reviewed as well as gas–solid flow modeling methods. In addition, the numerical methods and the main studied parameters in the field of pneumatic drying are investigated. To this end, heat and mass transfer coefficients, gas and dispersed phase properties are reviewed.     

溶液再生器传热传质过程的数值模拟

根据湿空气和溶液热质交换的基本理论,建立了叉流溶液再生器的传热传质数学模型,并将该模型简化,得出空气和溶液的质量、能量控制方程。根据数值求解的方法,对方程进行离散简化,利用Matlab语言编程模拟计算。将模拟结果和实验结果进行了比较,结果表明本模型可靠。     

三维喷动床内异径干湿颗粒混合特性数值模拟

基于计算流体力学-离散单元法,建立了三维喷动床内气固两相流数学模型,采用Fortran语言编制了并行数值模拟程序。对三维喷动床内两种不同直径的干颗粒及湿颗粒的混合特性进行了数值模拟,并从颗粒角度分析了双组分颗粒的运动机制。利用Lacey混合指数对床内整体以及特定区域的混合程度进行了定量分析,并研究了液桥体积、颗粒密度比以及表观气速对异径颗粒混合的影响。结果表明：在单孔射流喷动床内,干湿两种颗粒流动方式相似,湿颗粒无明显的聚团现象;液桥力对小直径的颗粒影响较大,使不同直径湿颗粒速度差减小;环隙区内颗粒的混合是影响整床颗粒混合的关键因素;液桥体积对颗粒混合的影响较大,对颗粒密度比以及表观气速的影响有限。     

淬火过程流动与传递现象数值模拟

根据淬火过程中多相流动与传热的特点,提出了简化模型。基于两相流体动力学及流固耦合传热建立了流动与传热方程。推导出了计算模型并结合大型软件Fluent进行了用户子程序（UDF）设计,利用此方法对影响流动与沸腾传热的几个因素进行了数值研究,数值计算结果与理论分析吻合。最后对金属铝块的淬火过程进行了计算,计算得到的金属表面测点温度随时间变化历程与文献中实验数据误差在15%以下,表明计算方法可行并且把握了物理过程的本质。     

A mathematical model of heat and mass transfer in Yankee drying of tissue

Final dewatering in the production of dry creped tissue is performed by Yankee drying, which includes hot pressing followed by simultaneous contact and impingement drying. The present study models Yankee drying and compares simulation results to the data obtained from trials on a pilot tissue machine. It advances models published previously by the representations developed for the transport of heat in the pressing stage and for the heat transfer involved in the dehydration of the cylinder coating spray. The model predicts an average specific drying rate within 4% in the range of the experimental data used.     

管壳式换热器壳程流体流动与换热的数值模拟

为了研究纵向多螺旋流管壳式换热器壳程流体湍流流动与换热的工作机理,文中利用FLUENT软件,在壳程流体流速设定值不断改变的情况下,对纵向多螺旋流管壳式换热器壳程湍流流动与换热进行了三维数值模拟。得到了多螺旋流管壳式换热器在不同的壳程流体流速下的温度场、速度场、质点迹线图、壳程传热膜系数分布图等。根据模拟得到的结果,从多个方面对纵向多螺旋流管壳式换热器壳程湍流流动与强化传热进行了探讨。模拟结果与实验结果进行了比较,二者误差约在±11%以内,吻合良好。     

回转干馏炉内颗粒间传热特性的数值模拟

将离散元方法与颗粒热传导模型相结合,研究了页岩灰颗粒与油页岩颗粒在回转干馏炉内的混合传热过程,采用混合指数、颗粒平均温度和温度标准偏差作为评价混合传热效果的指标,分析了填充率、炉体转速、油页岩粒径及抄板形式对颗粒间混合传热特性的影响规律。结果表明,炉体转速和油页岩粒径是影响颗粒混合传热效果的主要因素,而填充率和抄板形式对混合传热效果的影响相对较小。当炉内未设抄板时,随着填充率和油页岩粒径的增大,颗粒间分层现象使混合传热效果变差,而随炉体转速的提高传热效果呈现出先增强后减弱的趋势;设抄板时,抄板形式对炉内颗粒间的混合起到不同程度的扰动作用,从而使传热效果得到显著改善。     

表观气速对密相气力输送流型影响的模拟研究

针对目前密相气力输送数值模拟关于流型演变方面所存在的问题,提出了一种基于颗粒所在局部空间的固相浓度及颗粒群运动特征来描述颗粒间相互作用的数学模型。该模型能够对气力输送,甚至是颗粒发生大量堆积情况下的密相输送进行数值模拟,使得长期以来缺乏有效模型对密相输送流型进行数值模拟研究的问题得到一定解决。利用该模型,对水平管中煤粉高压密相气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟,获得了输送过程中管道内所发生的气固两相之间的分离、沉积现象,展现了沙丘流及栓塞流等流型的演变特征,模拟结果与实验观察到的现象吻合较好,从而进一步验证了新数学模型的有效性。此外,通过对不同表观气速下固相流态分布的定量分析,揭示了输送流型变化的一些内在规律。     

涡流管内流动与传热数值模拟

引言 涡流管具有结构简单、无运动部件、运行可靠、系统体积超小等特点,在有特殊要求冷却或制热需求的领域,有着极为广泛的应用前景[1].尽管涡流管结构极为简单,但是发生在涡流管内部的能量分离现象则极为复杂,至今仍没有一种精确的理论能够解释其能量分离机制.