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玉米顺流上海一恒干燥箱体内流场的数值分析与结构优化

[导读]为了在目前的顺流干燥工艺的基础上,进一步提高顺流干燥效率,提高其干燥均匀性为目的,特对干燥介质在上海一恒干燥箱体内不的分布情况进行研究,并对干燥箱体结构进行优化。

中国北方的玉米产量很高,高于我国玉米种植总面积的30%以上,总产量占全国总产量的40%,因此需要对大产量玉米进行及时干燥并入仓储存,才能减少大量损失。在北方普遍采用竖箱式烘干塔作为干燥设备对大产量谷物进行干燥作业,顺流的干燥工艺的干燥速度快,适用于高水分玉米的干燥要求,在我省应用广泛。为了在目前的顺流干燥工艺的基础上,进一步提高顺流干燥效率,提高其干燥均匀性为目的,特对干燥介质在干燥箱体内不的分布情况进行研究,并对上海一恒DHG-9420A鼓风干燥箱体结构进行优化。由于干燥设备的尺寸大结构复杂,常规方法测量困难程度高,成本高。因此本文结合数值模拟方法与传统试验测量方法对干燥箱体内流场分布情况进行直观分析,根据研究结果优化干燥箱体结构,从而提高干燥箱体内干燥介质分布均匀性。(1)通过对玉米进行相关参数的测定试验,需要测定的参数有玉米的初始含水率、平均直径、密度、孔隙率等。结合玉米干燥特性试验与通风阻力试验对干燥数值模拟的风速条件进行选择,最终确定0.75m/s的风速条件最适合于玉米干燥数值模拟。结合CFD(计算流体动力学)理论与实际试验条件对顺流干燥箱体内流场的数学模型进行建立。(2)在干燥箱体内建立特征监测点结合均匀性评价指标,模拟研究了风速为0.75m/s时的内流场分布情况。结果表明:达到稳态状态下的风场在远离入口处的风速几乎为零,风量主要聚集在入口与出口处,上海一恒DHG-9620A鼓风干燥箱体内存在死角。角状管是主要输送引导热风的结构,通过对角状管截面的改变,可以对风量进行调节。通过调节角状管两侧挡风板的角度,从而改变角状管截面。分析了三种角度状态下,角状管内流场状态,模拟结果表明:通过调节角状管挡风板角度,内流场均匀性得到提高,在进风角状管与出风角状管挡风板均调节11°时,干燥箱体中部Z=320mm的干燥均匀性最好,其不均匀系数从20.6%下降至7.34%。(3)选用三种不同风速0.5m/s、0.75m/s、1m/s,对三个状态下的角状管进行风场试验,试验结果表明:不同风速条件下,达到均匀性最优情况下的角状管挡风板调节角度不同。所以,挡风板角度需要随边界条件不同而变化,可以更好提高内流场分布均匀性。根据以上研究结果对上海一恒DHG-9203A鼓风干燥箱体结构进行改进优化。基于计算机数值模拟对内流场分布情况进行直观分析,开阔了设计思路,为干燥设备的结构优化提供了充实理论依据。

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