1、 PDF外文：http:/ 1 中文 2717 字 出处： Jeon S O, Cho S H, Song G Y, et al. Two Phase Flow Analyses In Rotory Dryer With AgitatorC/THE 10TH ASIAN INTERNATIONAL CONFERENCE ON FLUID MACHINERY. AIP Publishing, 2010, 1225(1): 375-381 对带有搅拌器回转式烘干机的两相流分析 Seong-Oh Jeona, Sung-Hoon Choa, Geun-Yong
2、Songb and Youn-Jea Kimc a 韩国成均馆大学机械工程研究院 b 哥伦比亚顶级国际环境有限责任公司 c 韩国成均馆大学机械工程研究院 摘要： 装有搅拌器的回转式烘干机是一种结合了热空气对流干燥和回转干燥的装置
3、。决定烘干效率的重要设计因素之一是内室的流动特性。其取决于形状、材料、叶轮的旋转速度和热空气的速度。在这项研究中，我们采用美国 ANSYS 公司的计算流体动力学（ CFD）中 的 CFX 软件计算了在各种条件中干燥室的流场。由于干燥室里的内部流是由热空气和水蒸汽组成的，我们进行了两相流的数值分析。我们特别得到了在非定常湍流条件下内室的容积率分布。 关键词： 两相流，搅拌器，回转式烘干机，非定常流， CFD（计算流体动力学） &nb
4、sp; 引言 近来，厨房垃圾的处理问题日益突出，对此世界各地努力限制以保护环境。 厨房垃圾的处理方式主要是回收、焚烧 ,制造肥料或饲料。回收和焚烧有产生严重有害物质的问题。 所以，一些国家的政府支持再循环计划，用 厨房垃圾制造肥料或饲料。 要用厨房垃圾制造肥料或饲料，其水分必须被最小化。 如果处理能力低 ,我们用离心法。但是，这种离心机械干燥有物理限制。因此，它是需要热干燥的厨房垃圾处理工业。工业设备中处理厨房废物是使用复杂的干燥系统像结合了热空气对流干燥和回转干燥与搅拌器
5、的回转式烘干机。这个系统包括室内加热器、热流喷射器 ,回收产生于室内蒸汽的冷凝器和不断混合废物的搅拌器见图 1(a)。 从腔室的流动特性，可推导出的干燥效率。这些被用来决定在腔室的蒸汽和空气的分布，并确定在腔室的湿度。为了设计一个最佳形状的干燥器 ,大量的实验来可视化干燥室的内部流动已被提交。但 还存在着许多问题，花费了大量的时间和金钱的原型 。因此 ,要解决这些问题，得到最佳的设计因素 ,目前使用的方法 2 是 CFD（计算流体动力学） 1 。在本研究中，我们通过 CFD 方法获得流动特性室的容积率。结果以图形方式描述形成确定的设计因素和干燥
6、效率的关系。 图 1.干燥系统的模型示意图 （ a） 全套设计图纸；（ b） 内室 Agitator-搅拌 器； C
7、hamber-室； Hot stream injector-热流喷射器； Filter-过滤器； Condenser-冷凝器； Condensate out-冷凝液出口 数值方法 如图 2 所示， 2009 年发明的数值模型是采用三维 CAD 工具制造的，。它分为两个部分室和叶轮。如图 1（ b）所示，螺带式叶轮搅拌高粘度
8、的物质，如膏，在这项研究中药物和奶油混合使用。 ICEM 如图 3所示，啮合是由先进的有限分析软件 CFD 预处理器组成。 因为叶轮形状是 复杂的，啮合是三元素使用八叉树方法在 ICEM 中产生的。在叶轮的边界和流体区被创建通过棱镜法来控制网格密度进行精确的计算结果。叶轮的一部分是 2-D 壳网使用多个旋转架（ MRF）方法创建的。而且，总元素的数目为 70万左右。 室内 通过 MRF 模拟旋转流的方法 ,是旋转流体区产生真正的旋转 ,而不是旋转框架 2。在这种情况下，其中叶轮内部的流体区是旋转的。但它是很难选择各流体区域叶轮啮合
9、，因为螺旋形带状叶轮的形状是非常复杂的。因此 ,我们把圆柱流体区包括所有的叶轮。 3 我们假设流体室只有蒸汽和空气 ,所以我们计算混合两 相湍流流动。而且其蒸气与空气应该是连续和不可压缩流体。当热空气吹起，温度是 423K，湿度为 0。 而且，出口条件是假设压力平均。 数值分析采用 ANSYS CFX-11法。该解决方案基于 FVM（有限体积法）。收敛条件被设置为直到残差是 10-5的顺序并且计算的数量每节拍要反复执行约 100次。 四核 2.5Hz 的， 4GB 内存计算每一种情况的运行时间平均大约为
10、6小时。 图 2.建模室的结构 图 3.有限 元系统 Inlet- 入口； Outlet-出口； Chamber-室； Fluid zone-流体区； Impeller-叶轮； Solid zone-固体区域； Heater-加热器 方程式中给出两相不可压缩流体的守恒方程（ 1） （ 4）。并且，如方程式（ 5） - （ 8）中所示，室内 3维湍流可以通过 k- 湍流两方程模型进行说明 。 3-5 连续性方程：
