粉體流流動(dòng)及傳熱參數(shù)耦合特性研究.pdf

1、本文設(shè)計(jì)并建立粉粒體物料熱物性參數(shù)測試平臺(tái)，借助于半無限大物體在恒壁溫邊界條件下的傳熱模型以及無限大平板在恒熱流邊界條件下的傳熱模型，分別對(duì)3種不同粒徑規(guī)格的復(fù)合肥顆粒、2種分子篩顆粒、以及氟化鋁粉術(shù)等不同性狀的粉粒體物料進(jìn)行傳熱測試及分析，定量描繪出非穩(wěn)態(tài)傳熱條件下粉粒體床層內(nèi)部的溫度場分布情況，分析并得出粒徑、空隙率等物性參數(shù)對(duì)非穩(wěn)態(tài)溫度場分布的影響。本文選擇復(fù)合肥顆粒分別進(jìn)行增濕處理，測試5種不同濕度條件下非穩(wěn)態(tài)傳熱的溫度場分布情

2、況，定量得出濕度對(duì)溫度場分布的影響。 本文在固體導(dǎo)熱理論基礎(chǔ)上，建立粉粒體床層內(nèi)非穩(wěn)態(tài)傳熱方程，確定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，結(jié)合非穩(wěn)態(tài)溫度場分布和表觀密度等實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，對(duì)粉粒體床層內(nèi)的傳熱方程進(jìn)行數(shù)值求解，得出粉粒體物料的有效導(dǎo)熱系數(shù)、有效熱擴(kuò)散系數(shù)、表觀比熱等熱物性參數(shù)。在數(shù)值模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，本文詳盡地分析溫度、濕度、粒徑、空隙率等參數(shù)對(duì)復(fù)合肥顆粒有效熱擴(kuò)散系數(shù)和有效導(dǎo)熱系數(shù)的影響程度，并得出經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。這些工作為相關(guān)粉粒體物料傳

3、熱特性的研究及工業(yè)裝置的設(shè)計(jì)，提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。 在基礎(chǔ)測試和模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)并建立一套粉粒體移動(dòng)床換熱器中試裝備。以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的復(fù)合肥顆粒為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，進(jìn)行粉粒體物料流動(dòng)參數(shù)以及間壁換熱參數(shù)的耦合特性研究。通過改變傳熱板間距、物料流速和換熱介質(zhì)流速等一系列參數(shù)，測試復(fù)合肥顆粒移動(dòng)床進(jìn)出口溫度的變化規(guī)律，建立粉粒體間壁傳熱的“兩區(qū)”模型，得出復(fù)合肥顆粒與波面板間的溫度、傳熱量和傳熱系數(shù)隨著這些參數(shù)的變

4、化規(guī)律；計(jì)算并整理出復(fù)合肥顆粒移動(dòng)床換熱器進(jìn)、出口無因次溫度θ、彼克列數(shù)Pe和無因次長度s/L的關(guān)系算圖，利用這些算圖可以避免繁雜的數(shù)學(xué)推算和修正，從中找出各個(gè)特征參數(shù)間的關(guān)系，為粉體流移動(dòng)床換熱器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 在對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)分析和數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上，得出了無因次溫度θ、畢渥數(shù)Bi、彼克列數(shù)Pe、無因次長度s/L和無因次速度v<,1>/v<,2>等特征參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，此關(guān)聯(lián)式可以描述粉體流流動(dòng)及傳熱參數(shù)的耦合特性，也可很方