基于幾何結構的箱式干燥裝置的優(yōu)化設計、數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、干燥涉及到國民經濟廣泛領域，是一項高能耗過程，大多數(shù)發(fā)達國家的干燥耗能占全國總能耗的7％-15％，而且干燥行業(yè)熱效率普遍不高，僅為25％-50％，大部分能源被浪費，所用能耗占國民經濟總能耗的12％左右。
　　箱式干燥裝置因其結構簡單，成本低廉，維修方便等優(yōu)點，現(xiàn)仍被廣泛應用于干燥行業(yè)，特別是食品水果干燥。但是傳統(tǒng)箱式干燥裝置存在氣流組織分布不均勻的缺點，為了改善箱內氣流組織分布不均勻性，本文采用CFD技術，從兩個方面考慮，一方面基

2、于幾何結構，通過模擬研究進風口位置、出風口位置、靜壓箱及傾斜角角度對箱式干燥裝置內部氣流組織的影響，另一方面研究不同送風工況即不同的入口風速和不同的入口溫度對箱式干燥裝置內部流場的影響。
　　在本文中，為了改善干燥裝置內部空氣的速度及溫度分布均勻性，綜合不同結構形式對箱式干燥裝置內部氣流組織的影響因素（靜壓箱，變截面，傾斜角角度，進風口位置，出風口位置），本文設計了七種幾何形狀不同的水果箱式干燥裝置，并采用Gambit將七種箱式干

3、燥裝置進行建模，導入Fluent進行計算，得到的圖像導入Tecplot進行后處理分析。模擬結果表明:內置變截面靜壓箱有助于改善箱式干燥裝置的氣流組織情況，并且當變截面傾斜角為4°，進風口速度為2m/s時，熱質交換區(qū)內部的平均風速為0.76m/s，而傳統(tǒng)箱式干燥裝置只有0.42m/s，另外，進風口及出風口的位置對干燥裝置內部氣流分布也有影響，上進中出風最佳。進一步的，本文研究了在新設計的干燥裝置中不同的入口速度（1m/s，2m/s和3m/

4、s）和不同的入口溫度(313K，323K和333K)對內部流場分布的影響。結果表明，在新設計的箱式干燥裝置中，當進口風速為2m/s，溫度為323K時，干燥裝置內部的流場最均勻。
　　根據(jù)數(shù)值模擬分析結果，進行了箱式干燥裝置的空載和負載無花果的干燥試驗，通過實際運行中的速度和溫度參數(shù)進行采集和分析，并與模擬數(shù)值進行對比發(fā)現(xiàn)，兩者在數(shù)值變化趨勢上基本呈現(xiàn)一致性，結果表明新設計的箱式干燥裝置能很好的改善箱式干燥裝置內部的氣流分布不均勻缺