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上海一恒懸浮干燥箱結構的數值分析與設計

[導讀]通過運用Fluent軟件的RNG k-ε湍流模型, 對懸浮干燥箱腔體進行干燥熱風的數值迭代, 并分析數值計算結果。Fluent軟件能夠有效地輔助懸浮干燥箱的計算與設計。

氣懸浮烘干技術在我國涂布干燥裝備中的應用還處于不發達階段, 因此有必要對該技術進行深入研究, 以推動我國涂布干燥技術的發展[1]。用于涂布機上的懸浮烘干系統主要包括供風系統、排風系統、烘箱體、風嘴、保溫箱體等部分組成[2]。烘干系統中烘箱體連接著供風系統和噴嘴, 直接影響到工作熱風的壓力、速度、溫度等值, 是烘干系統重要組成部分[3]。本文主要針對烘箱體進行數值模擬分析, 得出烘箱體結構 (如圖1所示) 。                                                                  圖1 烘箱體及噴嘴工作圖    下載原圖

1.上干燥箱體2、5噴嘴3.涂布基材4.下干燥箱體供風系統將加熱好的熱風輸入干燥箱體, 熱風在干燥箱體內部導流結構的引導作用下, 被導入噴嘴, 上下噴嘴之間的距離約為15 mm左右, 涂布材料在上下噴嘴氣流的作用, 呈現出波浪形狀。上下噴嘴熱風可以實現對涂布材料雙面干燥, 同時可以防止涂布材料發生彎曲或皺褶。1 干燥箱數值模擬分析Fluent是目前國際上比較流行的商用CFD軟件包, 在美國的市場占有率為60%, 凡是和流體、熱傳遞和化學反應等有關的工業均可使用。它具有豐富的物理模型、先進的數值方法和強大的前后處理功能, 在航空航天、汽車設計、石油天然氣和渦輪機設計等方面都有著廣泛的應用。本文用Flunet軟件對干燥箱進行數值分析。干燥箱的整體尺寸為1.2 m×0.6 m×0.4 m, 干燥箱入口尺寸為0.4 m×0.2 m, 干燥箱裝有7個熱風出口, 每個熱風出口尺寸0.5 m×0.08 m, 熱風在干燥箱入口風速為20 m/s, 壓強為200 Pa。按照整體尺寸要求設計了三種不同結構形式的干燥箱, 并對干燥箱流速進行數值分析比較, 得出最佳的干燥箱結構設計。1.1 建模根據干燥箱的尺寸用Solidworks軟件繪制干燥箱熱風氣體流道的三維模型, 如圖2所示, 并將其保存為IGS格式文件。如圖2所示分別建立了長方體型干燥箱模型圖 (a) 、單層導流板型干燥箱模型圖 (b) 、雙層導流板型干燥箱模型圖 (c) 。

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