【摘要】：噴霧干燥是工業(yè)生產(chǎn)過程中十分重要的獲得顆粒產(chǎn)品的方法,主要過程是將料液霧化成液滴,再通過干燥介質(zhì)的加熱使溶劑蒸發(fā)從而得到細小顆粒。噴霧干燥的整體流程比較簡單,但是液滴與干燥介質(zhì)的運動狀態(tài)以及相互之間的傳熱傳質(zhì)過程非常復(fù)雜。通過實驗手段想要獲取干燥塔內(nèi)詳細數(shù)據(jù),需要大量時間以及成本消耗,并且干燥過程中一些微觀量很難獲取。與實驗方法相比,計算流體動力學(xué)(CFD)模擬是研究噴霧過程的強大而方便的工具,使用計算流體力學(xué)模擬可以得到干燥塔內(nèi)部氣相與液滴和顆粒運動的真實情況,模擬得出干燥結(jié)果,從而可以對下一步的實驗起到了預(yù)測和指導(dǎo)的作用。因此,本文采用計算流體力學(xué)模擬的方法,分別對噴霧干燥過程中的兩大環(huán)節(jié)霧化過程和干燥過程進行了研究:料液霧化所得到的結(jié)果直接影響噴霧干燥最終的顆粒形態(tài),尺寸和分布。因此在已驗證的CFD模型的基礎(chǔ)上,模擬了不同的霧化噴頭材料(鋁,銅,不銹鋼)對液滴尺寸和分布的影響。模擬結(jié)果表明,液滴尺寸和分布受到材料阻力系數(shù)的影響。材料的阻力系數(shù)主要受雷諾數(shù)和材料粗糙度的影響,模擬過程中不同的粗糙度值(0.0015mm,0.02 mm,0.8 mm)直接改變材料的阻力系數(shù),而雷諾數(shù)可以改變因粗糙度變化對霧化液滴尺寸大小的影響。這一研究結(jié)果可以用于開發(fā)不同材料或表面涂層的新噴頭來控制霧化液滴尺寸。在霧化產(chǎn)生液滴的干燥過程中,干燥氣體進入干燥塔的方式主要有直流和旋流兩種形式,不同的進風(fēng)方式對于噴霧干燥的結(jié)果具有很大的影響。本文根據(jù)實驗室已有的旋流式干燥塔建立模型并按照相同尺寸建立直流干燥塔模型,對比了兩種進風(fēng)方式的干燥效果。模擬結(jié)果表明,旋流式干燥塔的干燥效果要好于直流式干燥塔,但也會有粘壁、過熱等現(xiàn)象。同時,針對實驗過程中高分子物料干燥時的特殊現(xiàn)象進行解釋并提出操作要求,在干燥高分子物料時應(yīng)該注意控制干燥氣體溫度及在顆粒干燥塔內(nèi)的停留時間。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ025

【參考文獻】

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本文編號：2792873