脉冲气流中多孔物料干燥过程的数值分析α.PDFVIP

第 8 卷 第 4 期 江　苏　石　油　化　工　学　院　学　报 V o l8, N o 4 1996 年 12 月 JOU RNAL O F J IAN GSU IN ST ITU T E O F PETROCH EM ICAL T ECHNOLO GY D ec 1996 脉冲气流中多孔物料干燥过程的数值分析 降速干燥段的模拟与计算 袁　卫 卓　震 江苏石油化工学院能源工程系, 　　 江苏石油化工学院机械工程系, 常州 213016 常州 213016 摘　要　为强化多孔物料的传热传质过程, 热载体设计成脉冲周期运行方式。在多 孔物料的降速干燥阶段, 针对其特有的运动形式与传热传质过程, 提出了此阶段的 气固两相流动的运动与传热传质模型。并对不同类型的物料可能出现的三种降速干 燥曲线进行了数值计算。实际应用结果表明, 模型的计算结果与实际的干燥过程能 较好地吻合。有助于提高干燥过程的计算速度与精度, 并了解过程的传热传质机理。 关键词　脉冲气流; 多孔物料; 传热; 传质 为提高传热传质的速率, 加大气固两相间的速度差。多孔物料的干燥过程常采用脉冲流动 的方式进行。由于流速高, 物料的停留时间短, 干燥过程受到的影响因素多, 传统的分段平均计 算方法不可避免地由于忽略很多因素而带来误差。不能准确地反映干燥过程的特征。利用数 值计算法, 综合考虑多种因素, 联立求解运动方程, 热质传递方程, 能量方程, 特征方程及干燥 速率方程, 是解决多孔物料处于脉冲气流中干燥的这样一类复杂过程的有效方法。 实际的干燥过程设计表明[ 1, 2, 6 ] , 对一般化工物料, 由于物料经高效离心脱水后湿分含量 ( ) 较小, 同时物料温度较高 经反应, 脱水直接进入干燥系统 , 加上脉冲设计良好的传热传质性 能, 物料的预热段与恒速干燥段经历的时间极短, 大部分干燥的过程均运行于降速干燥阶段。 因此, 对不同类型多孔物料降速段的干燥过程分析尤为重要。 1　干燥过程数学模型 在整个干燥过程中, 热载体以变速方式运行。从优化过程的计算来看, 以物料的沉降速度 [ 7 ] R et 数为脉冲运行的转换点。其运动方程可描述如下 : 3A (T )U 2 dU m p g g r 　　 = ± - ( 1) U m dX C 3 ( ) g d T , p m m 其中 收稿日期: 1996- 05- 20 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. ·46 · 江　苏　石　油　化　工　学　院　学　报　　　　　　　　　1996 年 24R er 0 R e 2 r 2 R e 500 ( ) 　　 =