球团干燥过程的数学建模与数值模拟研究

球团在链篦机内与气流进行热交换的水分冷凝蒸发干燥过程是一个复杂的传热、传质过程。利用计算流体动力学和多孔介质理论对球团干燥过程中冷凝与蒸发进行研究,依据局部非热力学平衡模型,建立了单个球团干燥过程的数学模型,包含水蒸气冷凝数学模型、水分蒸发模型、球团与气流的热交换模型。利用有限差分法对方程离散并对球团干燥过程进行数值模拟,得到了水蒸气冷凝速率、球团含水量分布、水分蒸发速率及球团温度分布。研究结果表明,在球团干燥过程中,由冷凝产生的水分蒸发需要用到占总蒸发时间的16.5%,水蒸气冷凝现象不能忽略。此研究可为进一步研究球团在链篦机内鼓风干燥和抽风干燥的数学建模奠定基础,对提高球团干燥质量、节约能源具有重要作用。