云计算-卧螺锥套回转干燥机流场模拟优化及传热计算.pdf

在本文中，研究的重点是卧螺锥套回转干燥机的流场模拟优化和传热计算，这是针对氯硅烷固液混合物处理的重要技术。氯硅烷和硅胶是这类混合物的主要成分，传统的洗涤方法无法有效回收混合物中的氯硅烷，造成资源浪费。因此，开发连续式干燥机对于氯硅烷的回收和保证连续安全的生产至关重要。 为了提高干燥效率，研究者进行了三维流场模拟，考虑了不同内部和外部螺旋带间距、搅拌速度以及入口粘度对流场的影响。外部螺旋带被发现对流体有更大的搅拌效应，导致锥体外区域的流速大于内区。在螺旋带和辐条的背面观察到了涡旋和边界层分离现象。定义了内部螺旋带间距与内部螺旋带直径之比为ξ2，外部螺旋带间距与外部螺旋带直径之比为ξ1，并对不同的ξ2（0.9, 1.0, 1.2, 1.33）和ξ1（0.9, 1.0, 1.13）进行了研究。结果显示，随着内部螺旋带间距增大，搅拌效果先增强后迅速减弱，建议选择ξ2=1.0的内部螺旋带以获得更好的搅拌效率。同时，随着ξ1的增大，流体湍动和扭矩增加，但考虑到能耗，推荐选用ξ1=0.9或1.0的外部螺旋带。 此外，通过模拟不同转速（5r/min~30r/min）、粘度（0.0034sPa·~34sPa·）和入口速度（0.1m/s~0.3m/s）下的流场，发现10-15r/min的转速对搅拌系统最为适宜，扭矩需求随流体粘度增加而增加，且扭矩变化率逐渐增大。入口速度对流场分布的影响较小。 在传热计算方面，虽然具体细节未在摘要中详述，但可以推断，研究者可能对干燥机内的热量传递进行了深入分析，包括热量的输入、传递路径、效率和影响因素等，以优化干燥过程，提高氯硅烷的回收率并减少能源消耗。这些计算可能涉及到物料的热物性、设备的几何特性、空气动力学以及传热模型等多个方面。 这项研究通过数值模拟和参数优化，旨在提升卧螺锥套回转干燥机的工作性能，特别是改善流场分布和传热效率，这对于化工行业中氯硅烷的回收和环保生产具有重要意义。