三 研究内容，研究目标，拟解决的关键问题以及方法
3.1 研究内容及目标
(1)旋转闪蒸干燥机的操作性能：风压降与风量的关系。
(2)旋转闪蒸干燥机内部结构等因素对三维流场的影响，找出消除或减少干燥死区的途径。
(3)通过对旋转闪蒸干燥机内不同结构分散器的有限元分析，对分散器的结构提出改进意见。
3.2 拟解决的关键问题
(1)用GAMBIT建立旋转闪蒸干燥机的几何模型，划分网格。
(2)物料对分散器的冲击力的计算方法。
四 研究方案(拟采取的研究方案、技术路线及可行性分析)
4.1 拟采取的研究方案
本项目拟主要通过实验研究和数值模拟研究来完成，具体方案如下。
(1)利用常州市优力干燥设备有限公司实验室现有的旋转闪蒸干燥机系统，根据实际操作要求，在不同进气温度，不同流量，不同搅拌转速的条件下，对旋转闪蒸干燥装置的干燥性能进行实验研究。
(2)采用Fluent计算流体力学软件，在前处理软件GAMBIT中完成旋转闪蒸干燥机三维模型建造，采用结构化网格六面体/楔形网格技术划分网格，并根据试验数据设定边界条件的数值，基于有限差分法，采用QUICK格式的离散方法，PRESTO格式的压力插值格式，压力-速度耦合采用SMPLEC算法，对旋转闪蒸干燥机内流场进行模拟，用试验的风压降值对模拟的压降值进行验证。并通过调整操作、结构参数对干燥机流场进行改进。
(3)在流场模拟结果的基础上，采用ANSYS有限元分析软件，假设物料对分散器的冲击为弹性碰撞，物料在瞬间全部反弹出去，根据动量定理，计算出该冲击力的大小，采用热-结构耦合的分析方法，分析计算不同结构的分散器的总变形量和径向变形量，建立分散器变形量的数学模型，对分散器的结构提出改进意见。
4.2 技术路线
本研究的技术路线如图3所示：首先通过旋转闪蒸干燥实验，测量进、出口热空气的流量、温度及压力，进料口加料量以及分散器转速等操作、结构参数。然后应用FLUENT软件，通过建立旋转闪蒸干燥机的几何模型，划分网格等操作，模拟旋转闪蒸干燥机内的流场，并与实验测得的参数作比较，验证、修正模型，直到模拟结果接近实验结果为止。接着通过调整结构、操作参数，对旋转闪蒸干燥机流场进行改进，使气固两相充分接触，充分利用横截面，进而消除或减少干燥机内的死区;减少物料在干燥分离过程中的流动阻力，降低设备能耗;提高干燥机的干燥效率。最后在流场模拟结果的基础上，采用ANSYS软件，计算不同结构的分散器的总变形量及径向变形量，建立分散器变形量的数学模型，为实际设计制造分散器及干燥机筒体等结构提供参考意见。
图3 技术路线
4.3 可行性分析
(1)旋转闪蒸干燥机实验平台及物料由企业提供。
(2)数值仿真方法模拟流场技术渐趋成熟，FLUENT、ANSYS软件能较准确地模拟跟流场、结构、热相关的研究，实验室现有24核的工作站一台，4核工作站一台，专门用来模拟。
(3)本课题依托的常州大学分离工程研究所在旋流技术、计算流体力学、计算机辅助工程等方面均具有良好的研究基础。这些均为本项目实验研究的开展、数值模拟模型的建立与分析以及优化设计方法的提出提供了技术保证。
五 课题的创新以及特点
(1)消除或减少干燥机内死区的方案。
(2)采用热-结构耦合分析方法模拟旋转闪蒸干燥机不同结构分散器的变形情况，提出分散器结构改进意见。
六 计划的研究进度和预期成果(论文、专利等)
6.1 计划的研究进度
2011年06月—2011年08月 查阅中外文献、专利等，旋转闪蒸干燥机理论研究
2011年09月—2011年10月 整理文献资料，并撰写开题报告、文献综述
2011年11月—2012年01月 初步模拟干燥机内部流场，撰写小论文，并投稿
2012年02月—2012年06月 干燥试验，干燥机内部流场模拟，并用试验数据验证
2012年07月—2012年10月 拓展模拟，分散器形变模拟，撰写小论文，并投稿
2012年11月—2012年12月 发表核心期刊论文，申请专利，撰写硕士学位论文
2013年01月—2013年03月 完成学位论文的撰写，发表期刊论文
2013年04月—2013年05月 准备答辩
6.2 预期成果
(1)研究工作的预期成果
1)消除或减少干燥机内死区的方案。
2)选择合适的分散器结构。t;(2)成果提交形式
1) 完成硕士学位论文。
2) 在国内外核心学术期刊上发表相关论文1～2篇。
3) 申请专利1～2项。
七 课题已有研究工作基础
7.1 与本课题有关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩
(1)对旋转闪蒸干燥机的相关文献进行了大量的查阅，了解进、出口风机风量大小，分散器结构，内部流场等因数对干燥效率的影响。
(2)学习FLUENT和ANSYS模拟软件，对单相旋流场进行了模拟，并用实验数据进行了验证，同时，初步模拟了一种结构的分散器的变形量。
7.2 研究经费预算计划和落实情况
专利申请费3000元，论文版面费2000元，共计5000元，由导师负责。
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