1、前言
    列管回轉干燥機是在傳統的直接傳熱回轉干燥機的基礎上加裝加熱管形成的，屬于間接換熱干燥設備。加熱列管內可通入蒸汽、熱煙氣、導熱油等作為熱源。干燥所需的熱量由加熱管傳遞給被干燥的物料。與傳統的直接傳熱回轉干燥機相比，列管回轉干燥機具有以下優點：
    (1)產品質量易于保證。由于物料與干燥介質不直接接觸，避免了干燥介質對物料的二次污染。
    (2)傳熱面積大，處理能力大。若使用蒸汽作為熱源，還可以方便地回收換熱后蒸汽形成的冷凝水，大大提高熱能的利用率。
    (3)高的熱效率。間接加熱干燥機的熱效率主要體現在尾氣流量上，與直接加熱干燥機相比，間接加熱干燥機的尾氣流量小，因而帶走的熱能就少。一般說來，達到相同的干燥質量，間接式干燥機所需熱能是直接式干燥機的1/2～1/3，并且隨著成品目標濕度的降低，間接式干燥機的優勢會顯著增加。
    (4)低污染。尾氣流量小使從干燥機攜帶出的粉塵也大為減少，可以把污染控制在很小的范圍內。同時由于尾氣中濕分的含量可以很高，有利于一些特殊溶劑的回收。
    目前，間接換熱式列管回轉干燥機正在諸如干燥PTA、脫硫石膏等工業生產中獲得到越來越廣泛的應用。
    為排出蒸發出的濕份，并獲得較小含水量的終產品，通常需要一股小流量的攜濕氣體逆流于物料通過干燥機。因此，與直接換熱式干燥過程相比，列管回轉烘干機干燥機內的干燥過程是一個復雜的傳熱傳質過程。就傳熱而言，既存在被干燥物料顆粒與列管間的接觸傳熱，又存在著列管與載濕氣體、載濕氣體與物料顆粒之間的對流換熱，以及物料顆粒層之間的熱傳導。就傳質而言，除物料顆粒與載濕介質之間的對流傳質和物料顆粒內部的濕份擴散外，相對靜止的顆粒團之間也存在著較為復雜的濕份擴散過程。隨著干燥機的轉動，干燥機內的顆粒運動狀態不斷發生變化，相應的傳熱傳質特性也將發生顯著的變化。
    目前，還沒有一種適用于列管回轉干燥傳熱傳質過程描述的模型，對其傳熱傳質機理的研究也極少。國內幾家從事蒸汽回轉干燥機設計和制造的科研院所和生產廠家，僅局限于對國外設備的仿制。國外一些機構，如日本三井造船株式會社、日本月島機械株式會社、德國BSH等已經開發了一些此類產品用于純堿、石膏的煅燒和對苯二甲酸(TA)的干燥等。但這些廠家沒有公布與設計準則相關的技術資料。對列管回轉干燥機傳熱傳質機理研究的匱乏成為制約國內列管回轉干燥機大型化設計及應用的瓶頸。本文擬從傳熱機理的分析出發，建立一種適用于列管回轉干燥機內傳熱過程描述的CFD (Computational Fluid Dynamics)模型，為列管回轉干燥機的工程設計提供指導。同時，利用建立的CFD模型對列管回轉干燥機結構和操作參數進行優化，以減少實驗工作量，提高實驗效率。
2、CFD模型
    對固體顆粒在列管回轉干燥機內運動狀況的實驗觀察發現，在列管、筒壁、顆粒間的摩擦力及自身的慣性力和離心力的共同作用下，物料在同內做月牙狀循環運動。啟動后，隨著筒體轉速的增加，物料的循環運動也逐漸加劇，同時，物料的偏析程度也加大。在一段較大的轉速范圍內，物料顆粒群在筒內呈現出明顯的流態化運動特性（圖2所示）。因此，物料顆粒群在干燥機內的運動時完全可以用連續流體來描述。
    建立后的CFD模型由一個標準的計算軟件(FLUENT)進行數值計算。
幾何模型
    幾何模型由進氣口、出氣口、列管、筒壁等元素組成，若選用三維幾何模型，則其計算網格數達四十萬之多，計算機的運行速度非常緩慢。比較發現，三維模型各橫截面的模擬結果與下述建立的二維模型的結果非常接近。為減少計算工作量，在完成與實驗的初步比較驗證后，大部分CFD模擬用二維幾何模型進行。二維幾何模型如圖3所示。該模型具有28307個計算網格，與三維模型相比大大提高了計算機的運算速度。
    富通新能源生產銷售木屑烘干機等機械設備。列管回轉干燥機內物料運動的CFD模擬
1、前言
    列管回轉干燥機是在傳統的直接傳熱回轉干燥機的基礎上加裝加熱管形成的，屬于間接換熱干燥設備。加熱列管內可通入蒸汽、熱煙氣、導熱油等作為熱源。干燥所需的熱量由加熱管傳遞給被干燥的物料。與傳統的直接傳熱回轉干燥機相比，列管回轉干燥機具有以下優點：
    (1)產品質量易于保證。由于物料與干燥介質不直接接觸，避免了干燥介質對物料的二次污染。
    (2)傳熱面積大，處理能力大。若使用蒸汽作為熱源，還可以方便地回收換熱后蒸汽形成的冷凝水，大大提高熱能的利用率。
    (3)高的熱效率。間接加熱干燥機的熱效率主要體現在尾氣流量上，與直接加熱干燥機相比，間接加熱干燥機的尾氣流量小，因而帶走的熱能就少。一般說來，達到相同的干燥質量，間接式干燥機所需熱能是直接式干燥機的1/2～1/3，并且隨著成品目標濕度的降低，間接式干燥機的優勢會顯著增加。
    (4)低污染。尾氣流量小使從干燥機攜帶出的粉塵也大為減少，可以把污染控制在很小的范圍內。同時由于尾氣中濕分的含量可以很高，有利于一些特殊溶劑的回收。
    目前，間接換熱式列管回轉干燥機正在諸如干燥PTA、脫硫石膏等工業生產中獲得到越來越廣泛的應用。
    為排出蒸發出的濕份，并獲得較小含水量的終產品，通常需要一股小流量的攜濕氣體逆流于物料通過干燥機。因此，與直接換熱式干燥過程相比，列管回轉烘干機干燥機內的干燥過程是一個復雜的傳熱傳質過程。就傳熱而言，既存在被干燥物料顆粒與列管間的接觸傳熱，又存在著列管與載濕氣體、載濕氣體與物料顆粒之間的對流換熱，以及物料顆粒層之間的熱傳導。就傳質而言，除物料顆粒與載濕介質之間的對流傳質和物料顆粒內部的濕份擴散外，相對靜止的顆粒團之間也存在著較為復雜的濕份擴散過程。隨著干燥機的轉動，干燥機內的顆粒運動狀態不斷發生變化，相應的傳熱傳質特性也將發生顯著的變化。
    目前，還沒有一種適用于列管回轉干燥傳熱傳質過程描述的模型，對其傳熱傳質機理的研究也極少。國內幾家從事蒸汽回轉干燥機設計和制造的科研院所和生產廠家，僅局限于對國外設備的仿制。國外一些機構，如日本三井造船株式會社、日本月島機械株式會社、德國BSH等已經開發了一些此類產品用于純堿、石膏的煅燒和對苯二甲酸(TA)的干燥等。但這些廠家沒有公布與設計準則相關的技術資料。對列管回轉干燥機傳熱傳質機理研究的匱乏成為制約國內列管回轉干燥機大型化設計及應用的瓶頸。本文擬從傳熱機理的分析出發，建立一種適用于列管回轉干燥機內傳熱過程描述的CFD (Computational Fluid Dynamics)模型，為列管回轉干燥機的工程設計提供指導。同時，利用建立的CFD模型對列管回轉干燥機結構和操作參數進行優化，以減少實驗工作量，提高實驗效率。
2、CFD模型
    對固體顆粒在列管回轉干燥機內運動狀況的實驗觀察發現，在列管、筒壁、顆粒間的摩擦力及自身的慣性力和離心力的共同作用下，物料在同內做月牙狀循環運動。啟動后，隨著筒體轉速的增加，物料的循環運動也逐漸加劇，同時，物料的偏析程度也加大。在一段較大的轉速范圍內，物料顆粒群在筒內呈現出明顯的流態化運動特性（圖2所示）。因此，物料顆粒群在干燥機內的運動時完全可以用連續流體來描述。
建立后的CFD模型由一個標準的計算軟件(FLUENT)進行數值計算。
幾何模型
    幾何模型由進氣口、出氣口、列管、筒壁等元素組成，若選用三維幾何模型，則其計算網格數達四十萬之多，計算機的運行速度非常緩慢。比較發現，三維模型各橫截面的模擬結果與下述建立的二維模型的結果非常接近。為減少計算工作量，在完成與實驗的初步比較驗證后，大部分CFD模擬用二維幾何模型進行。二維幾何模型如圖3所示。該模型具有28307個計算網格，與三維模型相比大大提高了計算機的運算速度。
    富通新能源生產銷售木屑烘干機等機械設備。

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