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挤压成型的非球形颗粒物料干燥过程既要防止物料堆积,又要满足颗粒物料磨损尽可能小的要求。基于导向式气体分布板结构的初步设计,本文对其结构参数进行深入研究,并利用CFD-DEM技术研究不同参数下床内非球形颗粒运动行为。
导向式气体分布板布风孔由直孔和椭球曲面导向孔组成,以直孔直径和导向孔切角角度作为影响因素,利用CFD技术进行数值模拟,结果表明:随着直孔直径的增加,分布板近表面空气速度减小,密相区静压分布波动幅度增大;导向孔切角角度α=120°,直孔直径d=4mm(即φ开孔率比=0.385)为最优组合参数;在120°~165°区间改变切角角度对分布板气流和压降影响较大;压降随着切角角度的增加以二次函数的形式减小,空气水平速度均值与空气合速度均值之比随着φ开孔率比的增加以指数函数的形式增加;导向式气体分布板φ开孔率比在0.326~0.924区间时,产生有利于颗粒流化的朝上的微涡流。
以导向振动流化床流场模拟结果为基础,利用CFD-DEM技术对床内非球形颗粒运动行为进行仿真模拟,结果表明:随着布置角度的增加,重力和振动力是颗粒运动行为的主要影响因素;当空气进口速度从1.7m/s降到1.1m/s,保证颗粒处于流化状态,施加振动能够降低进气量35%;随着振幅或振频的增加,颗粒合速度增加,颗粒水平速度与颗粒合速度之比减小;当空气进口速度V=1.1m/s,振频f=16Hz,振幅A0=2mm~5mm时,颗粒停留时间在4.5s~9s范围内,颗粒最大运动幅值主要分布在11.5mm~38mm之间;当空气进口速度V=1.1m/s,振幅A0=2mm,振频f=16Hz~22Hz时,颗粒停留时间在5s~8s范围内,颗粒最大运动幅值主要分布在6mm~19.3mm之间;振频对颗粒碰撞机率的影响大于振幅,而振幅对颗粒运动速度以及最大运动幅值的影响大于振频,但小于气速;在气速单独作用下,颗粒处于流化状态,施加适宜的振动可以提高床层稳定性。
导向式气体分布板布风孔由直孔和椭球曲面导向孔组成,以直孔直径和导向孔切角角度作为影响因素,利用CFD技术进行数值模拟,结果表明:随着直孔直径的增加,分布板近表面空气速度减小,密相区静压分布波动幅度增大;导向孔切角角度α=120°,直孔直径d=4mm(即φ开孔率比=0.385)为最优组合参数;在120°~165°区间改变切角角度对分布板气流和压降影响较大;压降随着切角角度的增加以二次函数的形式减小,空气水平速度均值与空气合速度均值之比随着φ开孔率比的增加以指数函数的形式增加;导向式气体分布板φ开孔率比在0.326~0.924区间时,产生有利于颗粒流化的朝上的微涡流。
以导向振动流化床流场模拟结果为基础,利用CFD-DEM技术对床内非球形颗粒运动行为进行仿真模拟,结果表明:随着布置角度的增加,重力和振动力是颗粒运动行为的主要影响因素;当空气进口速度从1.7m/s降到1.1m/s,保证颗粒处于流化状态,施加振动能够降低进气量35%;随着振幅或振频的增加,颗粒合速度增加,颗粒水平速度与颗粒合速度之比减小;当空气进口速度V=1.1m/s,振频f=16Hz,振幅A0=2mm~5mm时,颗粒停留时间在4.5s~9s范围内,颗粒最大运动幅值主要分布在11.5mm~38mm之间;当空气进口速度V=1.1m/s,振幅A0=2mm,振频f=16Hz~22Hz时,颗粒停留时间在5s~8s范围内,颗粒最大运动幅值主要分布在6mm~19.3mm之间;振频对颗粒碰撞机率的影响大于振幅,而振幅对颗粒运动速度以及最大运动幅值的影响大于振频,但小于气速;在气速单独作用下,颗粒处于流化状态,施加适宜的振动可以提高床层稳定性。