鄭先哲，徐 浩，王 斐，劉 輝，?？其h，趙子英，朱廣浩

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱 150030）

在微波干燥發(fā)芽糙米過(guò)程中，微波體加熱方式促使物料快速升溫并產(chǎn)生大量水蒸氣，干燥室內(nèi)水蒸氣聚集使料層長(zhǎng)時(shí)間處于濕潤(rùn)低氧環(huán)境中，降低干燥速率并影響干燥產(chǎn)品質(zhì)量[1]。通風(fēng)有助于去除料層中水分蒸發(fā)產(chǎn)生水蒸氣，避免腔室內(nèi)水蒸氣聚集[2]。干燥腔室作為干燥作業(yè)和氣流流動(dòng)主要場(chǎng)所，其結(jié)構(gòu)影響內(nèi)部風(fēng)速分布均勻性，低風(fēng)速處對(duì)流傳質(zhì)效果差，過(guò)量通風(fēng)則帶走料層熱量，難以保證物料干燥品質(zhì)，增加干燥機(jī)能耗，因此改善腔室內(nèi)流場(chǎng)均勻性助于優(yōu)化微波能量利用[3]?，F(xiàn)有關(guān)于改善流場(chǎng)分布均勻性研究中，數(shù)值模擬與臺(tái)架實(shí)驗(yàn)結(jié)合已成為有效結(jié)構(gòu)優(yōu)化手段。代建武等應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)軟件Fluent，分析氣流射流干燥機(jī)內(nèi)流場(chǎng)分布規(guī)律[4]；謝永康等將氣流分配室入口優(yōu)化為喇叭形，通過(guò)增加分流圓柱體，有效提高射頻加熱系統(tǒng)流場(chǎng)分布均勻性[5]；田松濤等運(yùn)用Fluent軟件改進(jìn)流化床氣體分布板，優(yōu)化最優(yōu)干燥模式下內(nèi)流場(chǎng)分布[6]。對(duì)于連續(xù)式微波干燥機(jī)，微波加工條件與物料作用關(guān)系復(fù)雜，流場(chǎng)分布均勻性直接關(guān)系到干燥產(chǎn)品品質(zhì)，但在優(yōu)化流場(chǎng)均勻性方面缺乏系統(tǒng)性研究[7-8]。針對(duì)上述問(wèn)題，為滿足發(fā)芽糙米高品質(zhì)生產(chǎn)需要，本文應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)理論，由流場(chǎng)分布均勻性分析不同干燥腔室結(jié)構(gòu)模型流場(chǎng)分布規(guī)律，結(jié)合模型模擬值與臺(tái)架試驗(yàn)值比較驗(yàn)證，為連續(xù)式微波干燥機(jī)結(jié)構(gòu)和工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)值模擬

1.1.1 控制方程

標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型包括兩個(gè)方程：湍動(dòng)能k方程和擴(kuò)散ε方程，公式如下：

其中，μt—脈動(dòng)膨脹率；μr—湍流粘性系數(shù)；Gk—平均速度梯度引起湍動(dòng)能產(chǎn)生項(xiàng)；Gb—浮力引起湍動(dòng)能k產(chǎn)生項(xiàng)；YM—可壓湍流中脈動(dòng)擴(kuò)張貢獻(xiàn)；Sk—UDF函數(shù)k源項(xiàng)；Sε—UDF函數(shù)ε源項(xiàng)。

干燥腔室內(nèi)部氣體視為不可壓縮流體，因此式（3）和（4）中Gb=0、YM=0、Sk=0、Sε=0，這樣式（3）、（4）表示為：

由于干燥腔室模型矩形結(jié)構(gòu)，仿真時(shí)模型參數(shù)選取默認(rèn)值，C1ε=1.44，C2ε=1.92，C3ε=0.09，σk=1.0，σk=1.3。

仿真中湍流動(dòng)能k和湍流耗散ε與湍流強(qiáng)度I度存在如下關(guān)系：

其中，u為平均速度（m·s-1），Cu通常取值為0.09。式（6）和（7）可轉(zhuǎn)換為湍流強(qiáng)度湍流長(zhǎng)度方程，求得湍流動(dòng)能k和湍流耗散ε數(shù)值。

微波干燥腔室模型雷諾數(shù)Re=1.74×104，Re＞4 000，干燥腔室內(nèi)部流體為湍流狀態(tài)，確定干燥腔室湍流強(qiáng)度I=0.047。在仿真時(shí)，對(duì)湍流參數(shù)設(shè)定選用湍流長(zhǎng)度和湍流強(qiáng)度。

1.1.2 模型假設(shè)

在連續(xù)式微波干燥機(jī)流體仿真模擬時(shí)，主要針對(duì)微波干燥腔室部分，分析其內(nèi)部氣流流場(chǎng)分布。在保證仿真精度前提下，對(duì)仿真模型簡(jiǎn)化處理，依據(jù)如下：

①受模型尺寸限制，為減少計(jì)算，忽略無(wú)流體流動(dòng)部分（如機(jī)架、電機(jī)等），僅對(duì)流場(chǎng)部分（干燥腔室、傳送帶、進(jìn)風(fēng)腔室等）建立模型；由于磁控管具有封閉性，因此干燥腔室上部針對(duì)磁控管處開(kāi)口忽略不計(jì)；

②依據(jù)管道流及雷諾數(shù)準(zhǔn)則，干燥腔室內(nèi)部流體流動(dòng)為紊流狀態(tài)，流體仿真采用湍流模型；

③在湍流運(yùn)動(dòng)中引入各向同性假設(shè)。

1.1.3 幾何模型

應(yīng)用軟件SolidWorks 2017對(duì)微波干燥腔室建模。由于干燥腔室設(shè)置開(kāi)口可能產(chǎn)生微波泄露，因此在干燥腔室設(shè)計(jì)時(shí)，出料口等出口處內(nèi)壁采用微波吸收材料，設(shè)置抑制微波泄露裝置，如圖1所示，具體尺寸參數(shù)設(shè)定見(jiàn)圖2：主要由進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)料口、均風(fēng)網(wǎng)板（網(wǎng)孔直徑Φ20 mm，橫向間隔36 mm，縱向間隔35 mm，厚度2 mm，如圖3，置于進(jìn)風(fēng)腔室末端，與壁面無(wú)縫隙）、干燥腔室、傳送帶（尺寸11 600 mm×1 000 mm×2距離干燥腔室底部220 mm）和出料口組成。以此模型作為干燥腔室基礎(chǔ)模型，對(duì)有無(wú)均風(fēng)網(wǎng)板、出風(fēng)口設(shè)計(jì)，不同邊角過(guò)渡方式作不同結(jié)構(gòu)內(nèi)部流場(chǎng)仿真分析，優(yōu)化干燥腔室結(jié)構(gòu)。

圖1 微波干燥機(jī)干燥腔室流體仿真模型Fig.1 Fluid simulation model for drying chamber of microwave dryer

圖2 干燥腔室模型參數(shù)（mm）Fig.2 Parametersof themodel of drying chamber

圖3 均風(fēng)網(wǎng)板尺寸參數(shù)（mm）Fig.3 Sizeparametersof wind-averaging net plate

1.1.4 相關(guān)參數(shù)設(shè)定

在微波干燥腔內(nèi)，氣流密度r=1.2 kg·m-3（以20℃為例），特征流速取4 m·s-1；根據(jù)諧振腔理論求得干燥腔室截面數(shù)值為1.22 m×1.22 m，仿真中L=1.22 m；動(dòng)力粘度系數(shù)m=1.8107×10-5Pa×s（20 ℃）；依據(jù)雷諾數(shù)公式可知，Re=3.7×104＞4 000，干燥腔室內(nèi)部流體流動(dòng)為湍流狀態(tài)。應(yīng)用Flow simulation內(nèi)置湍流分析模型，湍流強(qiáng)度及水力直徑作為主要湍流參數(shù)。湍流強(qiáng)度I=0.16?Re(-1/8)由此式可計(jì)算干燥腔室It=0.04296，干燥腔腔室水力直徑數(shù)值即為干燥腔室特征長(zhǎng)度，即Lt=1.22 m。

1.1.5 前處理

微波干燥腔內(nèi)仿真模型前處理過(guò)程，包括對(duì)干燥腔室模型網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)定。

①設(shè)計(jì)干燥腔室模型劃分網(wǎng)格，選用軟件自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分級(jí)別為5，開(kāi)啟“高級(jí)細(xì)化通道”及“封閉孔縫”，在自動(dòng)網(wǎng)格劃分基礎(chǔ)上，在干燥腔室內(nèi)部插入體網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖4所示，在流固邊界及邊角處提高網(wǎng)格細(xì)分等級(jí)。為增加仿真準(zhǔn)確性，腔室內(nèi)部采用局部網(wǎng)格加密，最終網(wǎng)格劃分總數(shù)在4.7×105個(gè)。②邊界條件設(shè)定。將干燥腔室進(jìn)風(fēng)口設(shè)置為“進(jìn)風(fēng)體積流量入口”，進(jìn)風(fēng)口參數(shù)設(shè)定見(jiàn)表1。將進(jìn)料口、出料口設(shè)置為“環(huán)境壓力開(kāi)口”，熱特性參數(shù)選擇默認(rèn)值。除進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)料口、出料口，其余內(nèi)部壁面設(shè)置為“真實(shí)壁面”，表面粗糙度為0.25μm。

圖4 插入局部網(wǎng)格Fig.4 Insertion of local mesh

表1 進(jìn)風(fēng)口參數(shù)設(shè)定Table1 Parameter setting of air inlet

1.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

在現(xiàn)有連續(xù)式微波干燥機(jī)上（見(jiàn)圖5），氣流試驗(yàn)。干燥腔室尺寸：4 000 mm×620 mm×530 mm，進(jìn)料管及出料管尺寸：750 mm×530 mm×120 mm，進(jìn)風(fēng)腔室尺寸：200 mm×470 mm×200 mm，從左至右分別為取樣窗口1、2、3、4將試驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比，以驗(yàn)證仿真可行性。

前期預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)風(fēng)口流量為0.1 m3·s-1時(shí)，可滿足適宜發(fā)芽糙米微波干燥風(fēng)速條件，選擇進(jìn)風(fēng)口流量0.08、0.1和0.12 m3·s-13個(gè)水平，比較測(cè)定值與仿真模擬值，驗(yàn)證仿真結(jié)果可行性。其中，進(jìn)風(fēng)口氣體體積流量可通過(guò)式（8）換算成氣體流速（忽略其他因素影響），通過(guò)皮托管風(fēng)速儀測(cè)定進(jìn)風(fēng)口氣體流速，推算對(duì)應(yīng)進(jìn)風(fēng)口氣體流量。

其中，va—進(jìn)風(fēng)口氣體平均風(fēng)速（m·s-1）；Va—進(jìn)風(fēng)口氣體體積流量（m·s-1）；Se—進(jìn)風(fēng)口橫截面積0.47 m×0.2 m=0.094 m2。

通過(guò)控制變頻器頻率可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)節(jié)干燥機(jī)腔室進(jìn)風(fēng)流量，待腔室內(nèi)部風(fēng)速穩(wěn)定后測(cè)定風(fēng)速。

具體操作步驟如下：

①將聚乙烯板裁成取樣窗口尺寸（40 mm×35 mm），并將其對(duì)稱中心穿孔，孔徑為皮托管風(fēng)速儀探頭直徑，孔中心高度與取樣窗口中心軸線平行；

②調(diào)節(jié)變頻器頻率，控制皮托管風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)流量，進(jìn)風(fēng)口流量達(dá)預(yù)定值（0.08、0.1和0.12 m3·s-1，依據(jù)式（9）將氣體體積流量折算成氣體流速分別為0.85、1.06和1.27 m·s-1，可利用皮托管風(fēng)速儀測(cè)定）；

③待干燥腔室內(nèi)部氣流穩(wěn)定后，按照設(shè)定風(fēng)速測(cè)定點(diǎn)，將皮托管風(fēng)速儀探頭穿過(guò)聚乙烯板中心，插入指定位置，分別測(cè)定干燥機(jī)進(jìn)料口、出料口及取樣窗口風(fēng)速。待數(shù)值穩(wěn)定后讀取數(shù)值；

④為減小試驗(yàn)測(cè)定誤差，每次測(cè)量重復(fù)3次，取平均值。

圖5 連續(xù)式微波干燥機(jī)Fig.5 Continuous microwave dryer

2 結(jié)果與分析

2.1 連續(xù)式微波機(jī)干燥腔室內(nèi)氣流仿真結(jié)果分析

2.1.1 單一出料口加裝均風(fēng)網(wǎng)板仿真結(jié)果

在微波干燥機(jī)內(nèi)流場(chǎng)仿真時(shí)，裝有均風(fēng)網(wǎng)板、單一出料口干燥腔室，內(nèi)部流體速度跡線、及中間截面上不同高度流體流動(dòng)速度分別如圖6、7所示。

由圖6可知，空氣經(jīng)進(jìn)風(fēng)道流入干燥機(jī)腔室內(nèi)部，經(jīng)均風(fēng)網(wǎng)板后，在網(wǎng)板作用下呈明顯紊流狀態(tài)，在均風(fēng)板網(wǎng)孔周圍及網(wǎng)板與腔室連接處產(chǎn)生較高風(fēng)速，進(jìn)入干燥腔室內(nèi)部，氣流呈向上流動(dòng)趨勢(shì)，在距離進(jìn)料口2.4 m處傳送帶上部出現(xiàn)流動(dòng)跡線稀疏情況，這是由于流體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)壓，而腔室內(nèi)部則處于環(huán)境壓力狀態(tài)，空氣在氣壓推動(dòng)及其重力作用下迅速向壓力較低方向運(yùn)動(dòng)，因而氣流進(jìn)入干燥腔室向上流動(dòng)，在傳送帶料層表面距離進(jìn)料口2.4 m處，出現(xiàn)風(fēng)速較低區(qū)域（如圖7所示）。

干燥腔室內(nèi)部傳送帶上部，距離進(jìn)料口2.4～10 m，傳送帶上部25 mm風(fēng)速維持在0.4 m·s-1，出料口呈現(xiàn)風(fēng)速增加現(xiàn)象，依據(jù)氣體流量公式（10）：

式中，Ql—?dú)怏w流量（m3·s-1）；Sl—管道截面面積（m2）；Vl—?dú)怏w流速（m·s-1）。

當(dāng)氣體流量Ql不變時(shí)，管道截面減小使氣體流速Vl增大，因此，出料口風(fēng)速相對(duì)較高。

在微波干燥機(jī)腔室內(nèi)，與進(jìn)風(fēng)腔室中心處相同高度部分風(fēng)速處在較低水平。在物料干燥過(guò)程，通風(fēng)帶走物料蒸發(fā)水蒸氣，干燥腔室上部風(fēng)速較低不利于氣流載濕。

圖6 加裝均風(fēng)網(wǎng)板單一出料口的干燥腔室內(nèi)氣流跡線Fig.6 Airflow trace inside the drying chamber with a uniform air screen and a single discharge port

圖7 加裝均風(fēng)網(wǎng)板單一出料口的干燥腔室內(nèi)氣流速度跡線Fig.7 Airflow speed trace inside the drying chamber with a uniform air screen and a single discharge port

2.1.2 單一出料口無(wú)均風(fēng)網(wǎng)板仿真結(jié)果

單一出料口不裝均風(fēng)網(wǎng)板干燥腔室內(nèi)部流體流動(dòng)跡線及不同高度流體流速圖如圖8和9。

在不加均風(fēng)網(wǎng)板情況下，空氣以較高流速進(jìn)入干燥腔室內(nèi)部，在進(jìn)風(fēng)通道末端進(jìn)入干燥腔室及出風(fēng)口處，均出現(xiàn)高風(fēng)速；在腔室前部出現(xiàn)大渦旋，渦旋內(nèi)部流動(dòng)跡線稀疏，渦旋中心氣體流動(dòng)較少。由于壓力出口在干燥機(jī)腔室下部，在重力作用下向下流動(dòng)，腔室上部流動(dòng)氣體減少；氣流經(jīng)進(jìn)風(fēng)通道進(jìn)入腔室內(nèi)部，在動(dòng)壓及重力迅速向下流動(dòng)，一部分氣流轉(zhuǎn)向進(jìn)料口，以較大速度從進(jìn)料口流出。干燥腔內(nèi)部分氣流則迅速流向傳送帶，在向出料口流動(dòng)過(guò)程中速度降低，在進(jìn)入出料口后由于管道截面變小，局部壓強(qiáng)增大，風(fēng)速增大。干燥腔內(nèi)傳送帶上部25 mm高度處風(fēng)速水平（圖9）呈逐漸降低趨勢(shì)，腔室內(nèi)部上層（即進(jìn)風(fēng)腔中心高度）則始終維持較低流速0.3 m·s-1，流經(jīng)干燥腔室上部氣流明顯較少，不利于去除干燥過(guò)程中物料產(chǎn)生水蒸氣。

選取相應(yīng)面（如進(jìn)料口面），對(duì)于單一進(jìn)出料口設(shè)計(jì)加裝和不裝均風(fēng)網(wǎng)板干燥腔室，導(dǎo)出流經(jīng)進(jìn)料口及出料口氣體流量值如表2所示。

圖8 單一出料口未裝均風(fēng)網(wǎng)板的干燥腔室內(nèi)氣流跡線Fig.8 Airflow trace inside the drying chamber with a singledischargeport and without a uniform air screen

圖9 單一出料口未裝均風(fēng)網(wǎng)板的干燥腔室內(nèi)氣流速度跡線Fig.9 Airflow speed traceinsidethedrying chamber with a singledischargeport and without a uniform air screen

表2 單一出口干燥腔室各出口流出氣體體積流量Table 2 Air volume flow at outlet of single outlet drying chamber(m3·s-1)

對(duì)比表2中流經(jīng)不同設(shè)計(jì)干燥腔室進(jìn)料口、出料口氣體流量，加裝均風(fēng)網(wǎng)板干燥腔進(jìn)料口流出氣體流量比無(wú)均風(fēng)網(wǎng)板少28%。有無(wú)均風(fēng)網(wǎng)板，均有30%氣體從進(jìn)料口流出，造成氣流損失，降低干燥效率，增加干燥成本。

2.1.3 雙出風(fēng)口加裝均風(fēng)網(wǎng)板仿真結(jié)果

腔室內(nèi)部流體流動(dòng)跡線及不同高度流體流動(dòng)速度見(jiàn)圖10、11。由圖11可知，干燥腔室內(nèi)上部流體流動(dòng)跡線明顯增加。相對(duì)于單一出料口加裝均風(fēng)網(wǎng)板干燥腔室設(shè)計(jì)方式（圖7）（干燥腔室內(nèi)進(jìn)風(fēng)腔室中心高度流體風(fēng)速維持在0.2 m·s-1），增加上部出風(fēng)口，干燥腔室內(nèi)上部水平距離進(jìn)料口2～6 m氣體流速明顯較高，在水平距離進(jìn)料口6～10 m，在進(jìn)風(fēng)腔室中心高度處風(fēng)速維持在0.3 m·s-1，風(fēng)速平穩(wěn)區(qū)域占微波干燥腔室內(nèi)料層區(qū)域45%。經(jīng)進(jìn)風(fēng)口流入腔室內(nèi)部空氣，少部分經(jīng)進(jìn)料口流至外部，雙出口干燥腔室可明顯改善單一出料口設(shè)計(jì)干燥腔室內(nèi)部氣流狀況。

圖10 裝有均風(fēng)網(wǎng)板和雙出風(fēng)口的干燥腔室內(nèi)部氣流跡線Fig.10 Airflow traceinside thedrying chamber with a uniform air screen and double air outlets

圖11 裝有均風(fēng)網(wǎng)板和雙出風(fēng)口的干燥腔室內(nèi)氣流速度跡線Fig.11 Airflow speed traceinside thedrying chamber with a uniform air screen and double air outlets

2.1.4 雙出口無(wú)均風(fēng)網(wǎng)板仿真結(jié)果

腔室內(nèi)部流體流動(dòng)跡線、不同高度流體流動(dòng)速度如圖12、13所示。比較單一出料口不裝均風(fēng)網(wǎng)板設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖8），雙出口不裝均風(fēng)網(wǎng)板干燥腔室內(nèi)部縱向截面風(fēng)速水平差距明顯較?。幌鄬?duì)于單一出料口，雙出口干燥腔室內(nèi)部流體流速變化范圍低于單一出料口。雙出口設(shè)計(jì)使氣流干燥腔室上下部分布更加均勻。

干燥腔室各出口流出氣體體積流量參數(shù)見(jiàn)表3。

圖12 雙出風(fēng)口未加裝均風(fēng)網(wǎng)板的干燥腔室內(nèi)氣流跡線Fig.12 Airflow traceinsidethedrying chamber with a doubleair outletsand without a uniform air screen

圖13 雙出風(fēng)口和未加裝均風(fēng)網(wǎng)板的干燥腔室內(nèi)氣流速度跡線Fig.13 Airflow speed traceinsidethedrying chamber with a doubleair outletsand without a uniform air screen

表3 雙出口干燥腔室各出口流出氣體體積流量Table3 Air volumeflow at each outlet of dual outlet drying chamber (m3·s-1)

由表3可知，相對(duì)于不加均風(fēng)網(wǎng)板，加裝均風(fēng)網(wǎng)板干燥腔從進(jìn)料口流出體積流量占流出氣體體積流量30%，從通風(fēng)利用率上考慮，在干燥腔室進(jìn)風(fēng)通道末端加裝均風(fēng)網(wǎng)板優(yōu)于不加裝。相對(duì)于單一出料口設(shè)計(jì)，干燥腔室采用雙出口設(shè)計(jì)，可減少空氣從進(jìn)料口流出，提高氣流利用率。從設(shè)計(jì)角度，部分產(chǎn)品腔室邊角部分為圓角處理，因此對(duì)腔室邊角部分做R=25 mm圓角過(guò)渡處理，干燥腔室選用雙口加裝均風(fēng)網(wǎng)板設(shè)計(jì)，對(duì)干燥腔室流體仿真，研究圓角過(guò)渡多干燥腔室內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)影響。其內(nèi)部流體流動(dòng)跡線和縱向截面不同高度速度如圖14、15所示。

Fig.14 Airflow trace in the drying chamber during rounded transition

圖15 圓角過(guò)渡形式干燥腔室內(nèi)氣流速度跡線Fig.15 Airflow speed trace in the drying chamber during rounded transition

在微波干燥過(guò)程中，干燥腔室內(nèi)部氣體會(huì)形成諸多渦旋，相對(duì)于直角過(guò)渡方式，圓角過(guò)渡設(shè)計(jì)干燥腔室內(nèi)部渦旋量及強(qiáng)度均較大，由圖15可知，在傳送帶上部，出現(xiàn)明顯風(fēng)速較低區(qū)域。因此，在微波干燥腔室設(shè)計(jì)時(shí)要考慮避免邊角處圓角過(guò)渡方式。

2.2 微波干燥腔室內(nèi)流場(chǎng)仿真與驗(yàn)證

通過(guò)試驗(yàn)與仿真，進(jìn)風(fēng)體積流量分別為0.08、0.1和0.12 m3·s-1時(shí)測(cè)試結(jié)果及仿真結(jié)果比較，如圖16所示。對(duì)比仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果可知，不同進(jìn)風(fēng)流量條件下，干燥腔內(nèi)不同位置處風(fēng)速仿真結(jié)果變化趨勢(shì)與實(shí)測(cè)結(jié)果總體呈較好一致性。當(dāng)進(jìn)風(fēng)流量為0.08和0.1 m3·s-1時(shí)，干燥腔內(nèi)不同位置處風(fēng)速仿真值與實(shí)測(cè)值一致性較高，當(dāng)進(jìn)風(fēng)流量升至0.12 m3·s-1時(shí)，仿真值與實(shí)測(cè)值偏差略有增大，仿真值整體偏高。這是由于仿真數(shù)值是在理想狀態(tài)下模擬得到，隨進(jìn)風(fēng)流量增加，在測(cè)試過(guò)程中流失風(fēng)量增加，進(jìn)風(fēng)流繼續(xù)增加時(shí)干燥腔室后部分氣體分壓增加，考慮到測(cè)量誤差，出現(xiàn)仿真值比實(shí)測(cè)值大情況，但仿真值與實(shí)測(cè)值在趨勢(shì)上保持一致，仿真值與實(shí)測(cè)值無(wú)明顯差異性，誤差在可接受范圍內(nèi)。因此，該模型可較好模擬干燥腔室內(nèi)氣體流動(dòng)，仿真模擬結(jié)果可作為實(shí)際應(yīng)用依據(jù)。

圖16 不同位置速度試驗(yàn)值和仿真值比較Fig.16 Comparison of velocity test valuesand simulation valuesat different positions

3 結(jié)論

在對(duì)已有干燥設(shè)備流體仿真驗(yàn)證基礎(chǔ)上，對(duì)新干燥腔室建模仿真，分析不同結(jié)構(gòu)干燥腔室內(nèi)部氣體流動(dòng)情況。在出料口上部設(shè)置單獨(dú)出風(fēng)口、在進(jìn)風(fēng)腔末端加裝均風(fēng)網(wǎng)板設(shè)計(jì)使干燥腔室內(nèi)部氣流更平穩(wěn)，氣體利用率高，干燥腔室邊角避免圓角過(guò)渡，可減少內(nèi)部渦旋。