熱風(fēng)循環(huán)隧道滅菌烘箱是醫(yī)藥無菌生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于安瓿瓶、西林瓶等玻璃容器聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)線中。然而,隧道滅菌烘箱在實(shí)際應(yīng)用中主要存在箱體內(nèi)氣流分布不均勻與烘干滅菌過程能耗高等問題。因此,本文以熱風(fēng)循環(huán)隧道烘箱為研究對象,利用數(shù)值模擬的方法,在驗(yàn)證模型正確性的基礎(chǔ)上研究箱體內(nèi)部的氣流分布特性及西林瓶的升溫特性。本文的主要研究工作如下:（1）滅菌烘箱的仿真建模與模型驗(yàn)證。根據(jù)烘箱的幾何參數(shù),建立了烘箱滅菌段的三維物理模型,并對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分與網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證;搭建高效過濾器的冷態(tài)壓降實(shí)驗(yàn)臺,通過測試壓降與風(fēng)速的關(guān)系確定多孔介質(zhì)模型的特征參數(shù);測試烘箱空載下的冷態(tài)速度分布,并與仿真結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性。（2）滅菌烘箱流場模擬分析與氣流均勻性改進(jìn)。對設(shè)計(jì)工況下烘箱內(nèi)部速度場進(jìn)行模擬分析,引入氣流均勻性評價(jià)指標(biāo),并針對氣流不均勻的問題對烘箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。結(jié)果表明:設(shè)計(jì)工況下,氣流在風(fēng)機(jī)出口管道處存在明顯的偏流現(xiàn)象,烘箱出口面的角落出現(xiàn)局部高速區(qū),氣流分布極不均勻;在幾種對比方案中,風(fēng)機(jī)彎頭設(shè)置三塊等距隔板的效果最佳,出口面速度相對均方根值降低37.83%,最佳風(fēng)速范圍占比增至75... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

洗烘灌聯(lián)動(dòng)線

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文8第2章熱風(fēng)循環(huán)隧道烘箱的仿真建模與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱風(fēng)循環(huán)隧道烘箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，腔體內(nèi)的整體溫度、氣流分布情況難以通過實(shí)驗(yàn)來獲齲因此，本章根據(jù)隧道烘箱的各部分結(jié)構(gòu)及工作原理，建立烘箱的三維物理模型，并通過烘箱運(yùn)行實(shí)際情況確定數(shù)值模擬的邊界條件。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)方式對仿真模型進(jìn)行驗(yàn)證，為后續(xù)章節(jié)的模擬分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)奠定基矗2.1隧道烘箱結(jié)構(gòu)及工作原理熱風(fēng)循環(huán)隧道式滅菌烘箱是連接洗瓶機(jī)和灌封機(jī)中間重要環(huán)節(jié)，烘箱的主體主要分為3個(gè)部分：預(yù)熱段、滅菌段和冷卻段。其總體流程如圖2.1所示。圖2.1西林瓶滅菌工藝流程(1)預(yù)熱段：利用洗瓶機(jī)對西林瓶進(jìn)行清洗后由金屬網(wǎng)帶傳送至預(yù)熱段，通過這一階段來完成預(yù)熱工序。由于清洗后的西林瓶內(nèi)含有少量殘余水分，為避免水蒸氣帶入滅菌段而降低加熱效果，有必要對西林瓶進(jìn)行干燥預(yù)熱。同時(shí)，因?yàn)椴ＡУ牟牧蠈傩蕴厥猓E熱會(huì)對西林瓶產(chǎn)生熱沖擊，預(yù)熱能有效防止玻璃因急劇升溫而導(dǎo)致的破裂現(xiàn)象。(2)滅菌段：經(jīng)過預(yù)熱段的西林瓶通過金屬網(wǎng)帶傳送至滅菌段進(jìn)行加熱滅菌。滅菌段是整個(gè)工藝流程中最重要的一道工序，滅菌段的溫度是否均勻是判斷滅菌設(shè)備是否合格的重要依據(jù)。同時(shí)，熱分布試驗(yàn)及去熱原驗(yàn)證測試均在此階段完成。在滅菌過程中，空氣經(jīng)過加熱管加熱至570K~620K，在循環(huán)風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入布風(fēng)罩，再通過具有高溫高效特性的過濾器進(jìn)行除雜后進(jìn)入烘干室與西林瓶發(fā)生熱交換并對其持續(xù)高溫滅菌，使加熱后的西林瓶達(dá)到滅菌和去熱原的效果，并能夠符合制藥行業(yè)的GMP標(biāo)準(zhǔn)。

第2章熱風(fēng)循環(huán)隧道烘箱的仿真建模與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證9(3)冷卻段：采用的是空氣冷卻的方法。冷卻箱體中主要包括中效過濾器、表冷器，經(jīng)中效過濾器、表冷器交換后的冷空氣在冷卻風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入風(fēng)罩，通過高效過濾器后對西林瓶進(jìn)行空冷，使玻璃容器冷卻后的溫度滿足制藥工藝的要求，之后再進(jìn)入灌裝間進(jìn)行灌封，從而完成整個(gè)工藝生產(chǎn)流程。2.2隧道烘箱的仿真建模2.2.1物理模型在建立熱風(fēng)循環(huán)烘干滅菌裝備數(shù)值仿真模型過程中,為了便于模擬分析，避免給網(wǎng)格劃分帶來不必要的麻煩，對其作以下簡化處理：(1)將機(jī)體交界面處的圓弧過渡簡化為直角過渡；(2)引風(fēng)機(jī)中的葉片結(jié)構(gòu)按典型葉片處理，將風(fēng)機(jī)出口的波紋管簡化為普通圓管；(3)不考慮管翅式電熱管外表面翅片的影響，將其簡化為光管式。通過PTCCreo軟件簡化處理后得到烘箱滅菌段整體三維模型及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)如圖2.2和圖2.3所示。圖2.2隧道烘箱滅菌段的整體幾何模型(a)加熱管區(qū)域(b)引風(fēng)機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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