一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法及其结构技术

本发明专利技术公开了一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法及其结构，方法如下，参照顶风式热泵干燥箱实际尺寸建立顶风式热泵干燥箱仿真简化模型；导入ICEM软件中预处理得到模型网格；采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建；对顶风式热泵干燥箱气流场进行分析及优化。本发明专利技术通过引入动网格，准确建立新型顶风式热泵干燥箱模型，采用网格光顺与网格重构法可以对新型顶风式热泵干燥箱干燥时的气流场进行准确计算求解。该模型通过改变相关参数也可以应用于其它类型热泵干燥箱的优化设计，模型方法具有通用性、可复制推广性。可复制推广性。可复制推广性。

【技术实现步骤摘要】
一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法及其结构


[0001]本专利技术属于热泵干燥箱气流场优化
，涉及一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法及其结构。

技术介绍

[0002]热泵干燥技术以热气流为干燥介质使湿物料内部水分迁移并蒸发，气流的温度与速度是影响干燥过程的直接因素，传统的热泵干燥箱其内部结构对热空气均匀流动产生不利影响，物料架层间和层内气流不均匀导致物料干燥不均匀，往往需要额外人力将物料的位置进行调换，既延长了干燥时间又增加了生产成本。目前多数学者主要通过干燥箱内部结构优化来解决干燥箱流场不均匀性问题，如物料架的不同摆放方式、添加带调风口挡板、引入带式传输机构、在干燥箱内特定位置放置特定尺寸挡风板、改变干燥箱进风口位置、构建隔断气室、截面角盒结构、采用偏转器转移风向、风机出口添加均风板等，现有技术缺乏对干燥箱准确的建模及动态气流场分析，获取准确的干燥气流场信息是优化改进干燥箱、提高干燥效率、节约生产成本的有效科学手段。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法及其结构，以热泵干燥箱为研究对象，通过引入动网格，建立模型对气流场进行分析和优化，达到对气流场进行准确预测的目的。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法，参照顶风式热泵干燥箱实际尺寸建立顶风式热泵干燥箱仿真简化模型；导入ICEM软件中预处理得到模型网格；采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建；对顶风式热泵干燥箱气流场进行分析及优化。
[0006]优选的，所述采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建包括对顶风式热泵干燥箱气流场模型的简化与边界条件设置假设条件，假设条件如下：干燥箱低高度，流动风速较大属于强制对流，忽略气流重力的影响；风速较小，空气的密度变化可忽略，气体近似看成不可压连续介质；模型中所有壁面均为无滑移壁面；忽略干燥箱的缝隙，假设干燥箱除送风口和回风口外为封闭空间。
[0007]优选的，所述采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建包括顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建需要遵循连续方程、动量方程和标准k
‑
ε方程。
[0008]优选的，所述连续方程包括：
[0009][0010]式中：ρ是流体密度；u、v、w是流体速度沿x、y、z方向上的速度分量；p是流体压力。
[0011]优选的，所述动量方程包括：
[0012][0013][0014][0015]式中：ρ是流体密度，u、v、w是流体速度沿x、y、z方向上的速度分量，p是流体压力；f
x
、f
y
、f
z
是体积力分量，τ
xx
、τ
xy
、τ
xz
、τ
yx
、τ
yy
、τ
yz
、τ
zx
、τ
zy
、τ
zz
是切应力分量。
[0016]优选的，所述标准k
‑
ε方程包括：
[0017][0018][0019]式中，G
k
为平均速度改变引起的湍动能k的产生项，G
b
为浮力引起的湍流动能k的产生项，Y
M
为可压湍流中脉动扩张对耗散率ε的影响，C
1ε
、C
2ε
、C
3ε
为常数项。
[0020]优选的，所述对顶风式热泵干燥箱气流场进行分析及优化包括计算各层风量，顶风式热泵干燥箱气流场模型指标为风量分布不均匀系数，该系数参考速度分布不均匀系数，建立风量分布不均匀系数如下：
[0021][0022]式中，V
i
为干燥箱流场观测面上各测点所在层风量，i为各个测点的数字编号，为同截面上各测点所在层风速的均值，n为测点数。
[0023]优选的，所述计算各层风量包括假设各层测点所测风速为各层迎风面平均风速，各层迎风面积与各层风速测点所测风速相乘得到各层风量。
[0024]一种顶风式热泵干燥箱结构，包括箱体，所述箱体内安装有物料架；所述物料架的上端安装有热泵冷凝器，所述热泵冷凝器内安装有气流循环风机；所述物料架的侧端安装有导风结构。
[0025]本专利技术的有益效果：本专利技术通过引入动网格，准确建立新型顶风式热泵干燥箱模型，采用网格光顺与网格重构法可以对新型顶风式热泵干燥箱干燥时的气流场进行准确计算求解。该模型通过改变相关参数也可以应用于其它类型热泵干燥箱的优化设计，模型方法具有通用性、可复制推广性。
附图说明
[0026]图1是本专利技术方法流程示意图。
[0027]图2是本专利技术部分透明结构仿真模型示意图。
[0028]图3是本专利技术部分透明结构剖视仿真模型示意图。
[0029]图4是导风板匀速+停滞运动时气流场的速度云图。
[0030]图5是导风板匀速+停滞运动下各层风量示意图。
[0031]附图标记说明如下：1
‑
气流循环风机；2
‑
热泵冷凝器；3
‑
导风结构；4
‑
物料架；5
‑
箱体。
具体实施方式
[0032]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，应理解，本申请不受这里公开描述的示例实施例的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0033]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0035]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0036]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法，其特征在于，参照顶风式热泵干燥箱实际尺寸建立顶风式热泵干燥箱仿真简化模型；导入ICEM软件中预处理得到模型网格；采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建；对顶风式热泵干燥箱气流场进行分析及优化。2.根据权利要求1所述的一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法，其特征在于，所述采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建包括对顶风式热泵干燥箱气流场模型的简化与边界条件设置假设条件，假设条件如下：干燥箱低高度，流动风速较大属于强制对流，忽略气流重力的影响；风速较小，空气的密度变化可忽略，气体近似看成不可压连续介质；模型中所有壁面均为无滑移壁面；忽略干燥箱的缝隙，假设干燥箱除送风口和回风口外为封闭空间。3.根据权利要求1所述的一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法，其特征在于，所述采用Fluent软件进行顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建包括顶风式热泵干燥箱气流场模型搭建需要遵循连续方程、动量方程和标准k
‑
ε方程。4.根据权利要求3所述的一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法，其特征在于，所述连续方程包括：式中：ρ是流体密度；u、v、w是流体速度沿x、y、z方向上的速度分量；p是流体压力。5.根据权利要求3所述的一种顶风式热泵干燥箱气流场分析方法，其特征在于，所述动量方程包括：量方程包括：量方程包括：式中：ρ是流体密度，u、v、w是流体速度沿x、y、z方向上的速度分量，p是流体压力；f
x
、f
y
、f
z
是体积力分量，τ
xx
、τ
xy
、τ
xz

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏高，莫江婷，郭小璇，陈子民，毛学飞，谭兆同，况成忠，陈广生，农英英，隆启伟，吴宇璋，黄世海，黄精楼，颜浩峰，余晖，黄丕乐，陆必安，许全保，廖鹉嘉，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司南宁隆安供电局，
类型：发明
国别省市：