氣墊式漿板機熱風箱影響氣體流動及傳熱特性因素的研究.pdf

1、本文以山東某公司自主研發(fā)的新型氣墊漿板干燥機為研究對象,通過實驗和CFD模擬方法研究氣墊式熱風箱噴口形狀、排布方式等參數(shù)對氣墊流場和傳熱性能的影響。根據(jù)相似原理,建立氣墊式漿板干燥機熱風箱實驗臺。在不同的開孔形狀和布置方式、入口風速、氣體溫度和噴口開孔率的工況下對熱風箱的氣墊層傳熱性能和流場進行了實驗研究,測得靜壓分布,并計算各工況下的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。采用Realizable k-ε湍流模型,建立了熱風箱氣體流動的數(shù)學模型,使用FLUEN

2、T軟件進行數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結果與實驗數(shù)據(jù)比較表明,熱風箱內靜壓、氣墊層的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)最大誤差分別為14％、10.1％,均方根誤差分別為7.58％和6.42％,說明兩者基本吻合,驗證了本文所建數(shù)學模型的的準確性,可用于實際流場的模擬研究。利用所建模型,模擬了熱空氣在熱風箱內的速度、靜壓、溫度分布,研究了入口風速、高度比、入口溫度、開孔率和噴口方式對氣墊層不均勻指數(shù)、氣墊靜壓和表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的影響規(guī)律。通過量綱分析擬合Nu的函數(shù)關系式,數(shù)值

3、模擬值與擬合值比較表明,最大相對誤差為9.53％,均方根誤差為9.5％,吻合較好,可用于原型熱風箱氣墊層表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計算。對處于高速運動紙板的原型熱風箱氣墊層的數(shù)值模擬研究表明,與全圓形孔相比,圓孔三角孔混合排布時,雖表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)稍小,但平均靜壓值增大、不均勻指數(shù)減少,氣墊層穩(wěn)定。在本研究關注的條件下,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及氣墊均勻性較好的最佳參數(shù)為:入口空氣溫度75℃、開孔率7.42％、入口風速12m／s、木板速度4m／s、高度比τ=0.5