圆环形对撞流干燥器的流体动力学特性分析

！B20024645与金项目河南省自然科学基金资助项994041501物工程系，471003通讯作圆环形对撞流干燥器的流体动力学特性分析段续朱文学河南科技大学食品与生物工程系，洛阳471003流干燥试验台，并进行了流动特性的试验研宄。试验测定了系统压力降随载带率的变化情况，并利用高速摄影技术，对颗粒物料在对撞室内的运动速度沿运动方向的变化规律进行了分析。建立了物料颗粒的动力学模型，计算了颗粒在对撞室内的穿透深度，并将计算结果与试验结果进行了对比。结果明，颗粒动力学模型计算结果与试验结果基本吻合，能较好地反映颗粒在对撞区内的流动特性。同时，该模型可用来确定加速管长度和端面距离颗粒平均滞留时间等干燥器重要参数。另外颗粒在对撞区内作减幅振荡运动，在第次振荡时气固相对速度较大，干燥强度高。
1引言付撞流干燥是种新兴的几有广阔应用前景的干燥技术。它利用两股相向气流对撞所形成的高度湍流，以及湿物料在对撞区内的快速非稳态运动来，强传热传质过程。几有快速强度丁1燥的特心，并能很好保持产的品质瞧白俄罗斯她列和加拿大等国家在这领域取以了著进，汴将其应用于药品谷物城市污泥等的干燥，取得了很好的效果。国内在这方面的研，近几年才刚刚开始，还处于初步探索阶段3.
国内外近几年的研究主要集中在以下方面提出了多种对撞流干燥器的结构形式，对不同物料干燥的实际应用研宄，基本干燥规律的研究等等4.但对对撞流干燥器内部传热传质规律的研究还不多，而干燥过程中的质热传递与对撞流干燥过程中的流动特性是密切相关的。
其流动特他进而，允分认识对撞现象，为进研宄对撞流的干燥特性，以便为干燥器的设计提供理论依据。
对柿流，合干燥故粒状物料5，木文采用叫环型对撞流干燥器来干燥酱糟。干燥器采用有机玻璃制成，酱糟颗粒在对撞室的运动过程采用高速摄影16进行拍摄，然后利用分析放映机对影像进行分析，得出颗粒的运动规律，并与颗粒的动力学模型计算结果进行比较，验证模型的准确程度。
2试验装置和方法1处的加料器4将分散的颗粒送入气流中，所戏求的这个距离足为广使颗粒加速到1个足够大的速度。而不使其下沉并立即排出。2为对撞室6与加速管5的截面，颗粒从股气流冲入另股气流中，首先停止，然后受另股气流作叫相反方向加速冲到原来流带出对撞区。由数片螺旋叶片粘于对撞室壁上构成螺旋叶片区，使气流在此产生旋转，从而完成气固分离，颗粒通过锥形出口从对撞室排6出。对撞室6是由有机玻璃制成的，这样通过高速摄影机能拍摄到颗粒在对撞区1.风机2.阀门3.电加热器4.加料器5.加速管6.对撞室分，进行了以了两方面试验压降4之间的压降为系统玉降。得出系统申栽与带载时的欧拉数之比与载带率的关系，以单个直径3咖！1的酱糟颗粒为物料，采用16，几型高速摄影机拍摄下物料在对撞区中运动的全过，胶片冲洗出来后在识16；分析放映机1放映，投射到数字化仪上采点并输入微机进行判，得出颗粒在各位置时的切向运动速度1.高速摄影有关参数选择及计算2，运动距离。1速度叫ras1物方视场宽度主物镜焦距mm摄影距离摄影频率启动片长启动时间ms预置片长m 3颗粒动力学模型在对撞流中有如下几种力作用于悬浮颗粒1重力；2摩擦力；3离心力；4浮力平行于重力，方向相反；5空气阻力平行于颗粒运动方向，方向相反。颗粒在对撞流中可简化为2圆周运动，且与空气阻力相比其它类型的力可忽略，根据牛顿定律，有将叫，=汴64心心=叮4成代入式有空气觐力系数的般达式为，态，流动状态是按雷诺数心，划分的。层流区私105.由于对撞流中颗粒般都是处于湍流状态，故只研宄湍流此，3办，25，因此，中待定A=O.44，n=O，Cy=O4479.
颗粒运动的雷诺数为动。有受到迎面而来的4流作用连续减速。到达5点处时违度消失，将式3，及，代入式2，得到，2，尤=0，于是可得出颗粒在该段中的飞行时间及飞行距离2第加速段从2点3处开始，停滞的颗粒被加速，利用式2，4，且点3处的初始条件为，=0，叫=0，尤=，可得颗粒在该加速段中的飞行时间，和飞行距离利用迭代法对上述方程进行求解，可得出实际颗粒4结果与讨论空气运动粘度。
付于气流速度和颗粒运动，度方向相反的减速运4.1加载时对撞流的流动特性43.255.296以4种加料率的流动特性试验。
加载状态以颗粒浓变。颗粒进对掩流产生对于掀速炫颗粒动速度万间相问的邵速的影响可用下面的无因次分析纪果的比值。7进行流体动力学分析1流中无颗粒时的欧拉数；气流中有颗粒时的压力降心气流中无颗粒时的压力降力，wP颗粒的质量流量，13；识，空气的质量流试验结果3，结果明7是线性关系，且下面的等式成立4.2颗粒速度分布在两切向进气管气速为3，18的工况下，以单个径的芮糟颗粒为物料进高速摄影试验及梭甩计算。物性参数及初始东件如只543.6kgm，S气密度为只，=1.205以13，空气的运动粘度为，= 15.，1028，气流速度=30阳8，加速管长度=6，反应器直径0=3，1.计算结果及试验结果4.
由阁可知，颗粒进对撞区后，受反向气流的阻力作用而经历减幅振荡运动。其运动速度及渗入反向气流中算与试验结果基本吻合，尤其在第次振荡发生时，试验结果勾役型比算吻合较好。而这段过程气叫相对速度大，干燥强度高，是干燥过程研宄的主要目标，对该段颗粒运动特性的预测便具有重要意义该模型还可以为千燥器的设计提供初步的理论依据，如加速管长度的选择。计算结果明颗粒作3次振荡运动，而高速摄影结果显颗粒只经历2次振荡便离开对撞区，这是因为模型忽略了摩擦力及重力影响，颗粒速度降到定程度便沉降夫。因此可通过适，提高气流速度使颗粒振荡次数增加，从而强化干燥。
5结论颗粒动力学模型计算结果与试验结果基本吻合，能较好地反映颗粒在对撞区内的流动特性，该模型行删颗粒在付椅1各位置的速度值，进而佣来确定加速管长度和端面距离颗粒滞留时间等重要参数。
颗粒在对撞区内作减幅振荡运动，气固相对速度较人张化十燥。
0曲线的重要性在于其可应用于和本文设计的干燥器结构相似的对撞流干燥器中。也就是说，对所设计的干燥器，可先空载试验，然后在此条件下得到的压力降，就可预测加入颗粒后的压力降么心。
撞流反应器原理和应用。伍沅译。
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1子剑。1文仲。不1粒径固体颗粒的公泞，搜汁蔚及测中国科协关于进步提高期刊学术论文英文摘要写作质量以及在各有关期刊编辑部开展英文摘要达标荐优活动的通知的部分内容为了让中文学术期刊学术论文以更高的质量走向国小，以利以，际科技界对科技事业的了解和交流，必要规范英文摘要的质标准并在各期1艰扁辑部开展适当的活动，促进提高英文摘要的质量。对英文摘要的4作要求如下英文摘要是应用符合英文语法的文字语言，以提供文献内容梗概为目的。不加评论和补充解释，简明确切地论述文献重要内容的短文。
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