1、前言
    列管回轉(zhuǎn)干燥機是在傳統(tǒng)的直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥機的基礎(chǔ)上加裝加熱管形成的，屬于間接換熱干燥設(shè)備。加熱列管內(nèi)可通入蒸汽、熱煙氣、導(dǎo)熱油等作為熱源。干燥所需的熱量由加熱管傳遞給被干燥的物料。與傳統(tǒng)的直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥機相比，列管回轉(zhuǎn)干燥機具有以下優(yōu)點：
    (1)產(chǎn)品質(zhì)量易于保證。由于物料與干燥介質(zhì)不直接接觸，避免了干燥介質(zhì)對物料的二次污染。
    (2)傳熱面積大，處理能力大。若使用蒸汽作為熱源，還可以方便地回收換熱后蒸汽形成的冷凝水，大大提高熱能的利用率。
    (3)高的熱效率。間接加熱干燥機的熱效率主要體現(xiàn)在尾氣流量上，與直接加熱干燥機相比，間接加熱干燥機的尾氣流量小，因而帶走的熱能就少。一般說來，達到相同的干燥質(zhì)量，間接式干燥機所需熱能是直接式干燥機的1/2～1/3，并且隨著成品目標(biāo)濕度的降低，間接式干燥機的優(yōu)勢會顯著增加。
    (4)低污染。尾氣流量小使從干燥機攜帶出的粉塵也大為減少，可以把污染控制在很小的范圍內(nèi)。同時由于尾氣中濕分的含量可以很高，有利于一些特殊溶劑的回收。
    目前，間接換熱式列管回轉(zhuǎn)干燥機正在諸如干燥PTA、脫硫石膏等工業(yè)生產(chǎn)中獲得到越來越廣泛的應(yīng)用。
    為排出蒸發(fā)出的濕份，并獲得較小含水量的終產(chǎn)品，通常需要一股小流量的攜濕氣體逆流于物料通過干燥機。因此，與直接換熱式干燥過程相比，列管回轉(zhuǎn)烘干機干燥機內(nèi)的干燥過程是一個復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程。就傳熱而言，既存在被干燥物料顆粒與列管間的接觸傳熱，又存在著列管與載濕氣體、載濕氣體與物料顆粒之間的對流換熱，以及物料顆粒層之間的熱傳導(dǎo)。就傳質(zhì)而言，除物料顆粒與載濕介質(zhì)之間的對流傳質(zhì)和物料顆粒內(nèi)部的濕份擴散外，相對靜止的顆粒團之間也存在著較為復(fù)雜的濕份擴散過程。隨著干燥機的轉(zhuǎn)動，干燥機內(nèi)的顆粒運動狀態(tài)不斷發(fā)生變化，相應(yīng)的傳熱傳質(zhì)特性也將發(fā)生顯著的變化。
    目前，還沒有一種適用于列管回轉(zhuǎn)干燥傳熱傳質(zhì)過程描述的模型，對其傳熱傳質(zhì)機理的研究也極少。國內(nèi)幾家從事蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機設(shè)計和制造的科研院所和生產(chǎn)廠家，僅局限于對國外設(shè)備的仿制。國外一些機構(gòu)，如日本三井造船株式會社、日本月島機械株式會社、德國BSH等已經(jīng)開發(fā)了一些此類產(chǎn)品用于純堿、石膏的煅燒和對苯二甲酸(TA)的干燥等。但這些廠家沒有公布與設(shè)計準(zhǔn)則相關(guān)的技術(shù)資料。對列管回轉(zhuǎn)干燥機傳熱傳質(zhì)機理研究的匱乏成為制約國內(nèi)列管回轉(zhuǎn)干燥機大型化設(shè)計及應(yīng)用的瓶頸。本文擬從傳熱機理的分析出發(fā)，建立一種適用于列管回轉(zhuǎn)干燥機內(nèi)傳熱過程描述的CFD (Computational Fluid Dynamics)模型，為列管回轉(zhuǎn)干燥機的工程設(shè)計提供指導(dǎo)。同時，利用建立的CFD模型對列管回轉(zhuǎn)干燥機結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)進行優(yōu)化，以減少實驗工作量，提高實驗效率。
2、CFD模型
    對固體顆粒在列管回轉(zhuǎn)干燥機內(nèi)運動狀況的實驗觀察發(fā)現(xiàn)，在列管、筒壁、顆粒間的摩擦力及自身的慣性力和離心力的共同作用下，物料在同內(nèi)做月牙狀循環(huán)運動。啟動后，隨著筒體轉(zhuǎn)速的增加，物料的循環(huán)運動也逐漸加劇，同時，物料的偏析程度也加大。在一段較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，物料顆粒群在筒內(nèi)呈現(xiàn)出明顯的流態(tài)化運動特性（圖2所示）。因此，物料顆粒群在干燥機內(nèi)的運動時完全可以用連續(xù)流體來描述。
    建立后的CFD模型由一個標(biāo)準(zhǔn)的計算軟件(FLUENT)進行數(shù)值計算。
幾何模型
    幾何模型由進氣口、出氣口、列管、筒壁等元素組成，若選用三維幾何模型，則其計算網(wǎng)格數(shù)達四十萬之多，計算機的運行速度非常緩慢。比較發(fā)現(xiàn)，三維模型各橫截面的模擬結(jié)果與下述建立的二維模型的結(jié)果非常接近。為減少計算工作量，在完成與實驗的初步比較驗證后，大部分CFD模擬用二維幾何模型進行。二維幾何模型如圖3所示。該模型具有28307個計算網(wǎng)格，與三維模型相比大大提高了計算機的運算速度。
    富通新能源生產(chǎn)銷售木屑烘干機等機械設(shè)備。列管回轉(zhuǎn)干燥機內(nèi)物料運動的CFD模擬
1、前言
    列管回轉(zhuǎn)干燥機是在傳統(tǒng)的直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥機的基礎(chǔ)上加裝加熱管形成的，屬于間接換熱干燥設(shè)備。加熱列管內(nèi)可通入蒸汽、熱煙氣、導(dǎo)熱油等作為熱源。干燥所需的熱量由加熱管傳遞給被干燥的物料。與傳統(tǒng)的直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥機相比，列管回轉(zhuǎn)干燥機具有以下優(yōu)點：
    (1)產(chǎn)品質(zhì)量易于保證。由于物料與干燥介質(zhì)不直接接觸，避免了干燥介質(zhì)對物料的二次污染。
    (2)傳熱面積大，處理能力大。若使用蒸汽作為熱源，還可以方便地回收換熱后蒸汽形成的冷凝水，大大提高熱能的利用率。
    (3)高的熱效率。間接加熱干燥機的熱效率主要體現(xiàn)在尾氣流量上，與直接加熱干燥機相比，間接加熱干燥機的尾氣流量小，因而帶走的熱能就少。一般說來，達到相同的干燥質(zhì)量，間接式干燥機所需熱能是直接式干燥機的1/2～1/3，并且隨著成品目標(biāo)濕度的降低，間接式干燥機的優(yōu)勢會顯著增加。
    (4)低污染。尾氣流量小使從干燥機攜帶出的粉塵也大為減少，可以把污染控制在很小的范圍內(nèi)。同時由于尾氣中濕分的含量可以很高，有利于一些特殊溶劑的回收。
    目前，間接換熱式列管回轉(zhuǎn)干燥機正在諸如干燥PTA、脫硫石膏等工業(yè)生產(chǎn)中獲得到越來越廣泛的應(yīng)用。
    為排出蒸發(fā)出的濕份，并獲得較小含水量的終產(chǎn)品，通常需要一股小流量的攜濕氣體逆流于物料通過干燥機。因此，與直接換熱式干燥過程相比，列管回轉(zhuǎn)烘干機干燥機內(nèi)的干燥過程是一個復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)過程。就傳熱而言，既存在被干燥物料顆粒與列管間的接觸傳熱，又存在著列管與載濕氣體、載濕氣體與物料顆粒之間的對流換熱，以及物料顆粒層之間的熱傳導(dǎo)。就傳質(zhì)而言，除物料顆粒與載濕介質(zhì)之間的對流傳質(zhì)和物料顆粒內(nèi)部的濕份擴散外，相對靜止的顆粒團之間也存在著較為復(fù)雜的濕份擴散過程。隨著干燥機的轉(zhuǎn)動，干燥機內(nèi)的顆粒運動狀態(tài)不斷發(fā)生變化，相應(yīng)的傳熱傳質(zhì)特性也將發(fā)生顯著的變化。
    目前，還沒有一種適用于列管回轉(zhuǎn)干燥傳熱傳質(zhì)過程描述的模型，對其傳熱傳質(zhì)機理的研究也極少。國內(nèi)幾家從事蒸汽回轉(zhuǎn)干燥機設(shè)計和制造的科研院所和生產(chǎn)廠家，僅局限于對國外設(shè)備的仿制。國外一些機構(gòu)，如日本三井造船株式會社、日本月島機械株式會社、德國BSH等已經(jīng)開發(fā)了一些此類產(chǎn)品用于純堿、石膏的煅燒和對苯二甲酸(TA)的干燥等。但這些廠家沒有公布與設(shè)計準(zhǔn)則相關(guān)的技術(shù)資料。對列管回轉(zhuǎn)干燥機傳熱傳質(zhì)機理研究的匱乏成為制約國內(nèi)列管回轉(zhuǎn)干燥機大型化設(shè)計及應(yīng)用的瓶頸。本文擬從傳熱機理的分析出發(fā)，建立一種適用于列管回轉(zhuǎn)干燥機內(nèi)傳熱過程描述的CFD (Computational Fluid Dynamics)模型，為列管回轉(zhuǎn)干燥機的工程設(shè)計提供指導(dǎo)。同時，利用建立的CFD模型對列管回轉(zhuǎn)干燥機結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)進行優(yōu)化，以減少實驗工作量，提高實驗效率。
2、CFD模型
    對固體顆粒在列管回轉(zhuǎn)干燥機內(nèi)運動狀況的實驗觀察發(fā)現(xiàn)，在列管、筒壁、顆粒間的摩擦力及自身的慣性力和離心力的共同作用下，物料在同內(nèi)做月牙狀循環(huán)運動。啟動后，隨著筒體轉(zhuǎn)速的增加，物料的循環(huán)運動也逐漸加劇，同時，物料的偏析程度也加大。在一段較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，物料顆粒群在筒內(nèi)呈現(xiàn)出明顯的流態(tài)化運動特性（圖2所示）。因此，物料顆粒群在干燥機內(nèi)的運動時完全可以用連續(xù)流體來描述。
建立后的CFD模型由一個標(biāo)準(zhǔn)的計算軟件(FLUENT)進行數(shù)值計算。
幾何模型
    幾何模型由進氣口、出氣口、列管、筒壁等元素組成，若選用三維幾何模型，則其計算網(wǎng)格數(shù)達四十萬之多，計算機的運行速度非常緩慢。比較發(fā)現(xiàn)，三維模型各橫截面的模擬結(jié)果與下述建立的二維模型的結(jié)果非常接近。為減少計算工作量，在完成與實驗的初步比較驗證后，大部分CFD模擬用二維幾何模型進行。二維幾何模型如圖3所示。該模型具有28307個計算網(wǎng)格，與三維模型相比大大提高了計算機的運算速度。
    富通新能源生產(chǎn)銷售木屑烘干機等機械設(shè)備。