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湿颗粒粘附模型及喷雾干燥粘壁规律的研究

作　者: 苏旭彬
导　师: 母福生
学　校: 中南大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 颗粒粘附动态液桥力粘壁模型干燥程度塔收率
分类号: TQ021
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

喷雾干燥生产中的粘壁问题是喷雾干燥操作者和设计者必须考虑的,严重的粘壁会影响生产效益,甚至造成安全事故。探索粘壁规律,提高塔收率对喷雾干燥设备的设计和生产具有重大意义。本文从细观层次出发,研究了喷雾干燥生产中的颗粒粘壁规律,主要工作如下:(1)利用小参数法,推导一对填隙幂律流体的刚性实心颗粒相对滑移时间隙流体的压力分布函数,从而得到颗粒所受的切向阻力。令其中一个颗粒的半径无限大,则成为喷雾干燥生产中的颗粒粘附塔壁模型。(2)通过分析闭式循环喷雾干燥设备DC-300型塔内颗粒的运动和颗粒与热风间的热质传递,得到颗粒粘壁时的速度和表面液体厚度与喷雾干燥生产工艺间的关系。根据颗粒粘壁时的速度方向,再对已得的颗粒粘壁模型进行改进,从而得到颗粒相对塔壁滑移挤压的模型。通过分析该模型,得到颗粒粘壁规律:a)有限液桥时提高颗粒干燥程度有利于减少颗粒粘壁;b)当液桥达到完全浸渍并且液体厚度较大时,颗粒干燥程度对颗粒的粘壁影响较小;c)减小塔壁粗糙度有利于清除粘壁的颗粒;d)低粘度液体较之高粘度液体对颗粒粘壁影响较小。(3)在实验中,针对闭式循环喷雾干燥设备DC-300型,采用三种不同的料浆泵压力和热风温度喷雾生产出不同湿含量的WC硬质合金粉末,通过计算比较每批料液生产的塔收率,验证了干燥程度对颗粒粘壁的影响规律。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章引言  9-16
  1.1 研究背景  9-13
    1.1.1 喷雾干燥简介  9-12
    1.1.2 喷雾干燥的粘壁问题  12-13
  1.2 国内外的研究现状  13-14
  1.3 本文的研究思路及研究意义  14-16
第二章颗粒间液桥力的推导  16-29
  2.1 颗粒间的作用力  16-17
  2.2 静态液桥力的推导  17-20
  2.3 颗粒相对滑移时动态液桥力的推导  20-27
    2.3.1 基本假定  21
    2.3.2 压力分布函数  21-25
    2.3.3 颗粒的切向阻力  25-27
    2.3.4 颗粒的阻力矩  27
  2.4 本章小结  27-29
第三章喷雾干燥塔内颗粒粘壁模型的建立  29-44
  3.1 填隙流体的DEM基本颗粒接触模型  29-31
  3.2 颗粒粘壁模型的建立  31-32
  3.3 喷雾干燥生产中颗粒粘壁初始状态的推导  32-42
    3.3.1 颗粒速度与干燥塔结构工艺的关系  33-38
    3.3.2 颗粒表面液体厚度的近似推导  38-42
  3.4 本章小结  42-44
第四章颗粒粘壁模型的改进及分析  44-56
  4.1 颗粒粘壁模型的改进  44-50
    4.1.1 颗粒挤压时粘性阻力的推导  44-46
    4.1.2 颗粒滑移挤压时滑移修正系数的推导  46-47
    4.1.3 液桥稳定性判别准则的确定  47-50
  4.2 颗粒粘壁模型的分析  50-55
    4.2.1 颗粒粘壁条件讨论  50-52
    4.2.2 液桥稳定性分析  52-53
    4.2.3 滑移修正系数的讨论  53-55
  4.3 本章小结  55-56
第五章实验  56-62
  5.1 实验数据及其分析  56-60
    5.1.1 实验数据  56-58
    5.1.2 实验数据分析  58-60
  5.2 本章小结  60-62
第六章总结及展望  62-64
  6.1 全文总结  62
  6.2 不足与展望  62-64
参考文献  64-69
附录一压力方程的推导及求解过程  69-75
附录二闭式循环喷雾干燥设备DC-300型主要设计参数  75-76
附录三主要符号表  76-77
致谢  77-78
攻读学位期间主要的研究成果  78

湿颗粒粘附模型及喷雾干燥粘壁规律的研究

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