利用Ansys軟件對煙片復(fù)烤機風(fēng)場分析研究

趙艷妮

摘要：本文利用Ansys軟件對煙片復(fù)烤機某一個箱體建立了網(wǎng)格模型，并對其風(fēng)場進(jìn)行分析。對網(wǎng)板長度3.5米和3.9米的兩個尺寸進(jìn)行對比。截取平面都選同一個位置的平面，分別在出口區(qū)域（掛葉片區(qū)域）截取與Y軸垂直的4個平米和網(wǎng)板的平面，來進(jìn)行壓強和速度的對比。得出導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板長度變化及風(fēng)機旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速對風(fēng)場影響的變化趨勢。

Abstract： This paper uses Ansys software to build a mesh model for a box of tobacco reheating machine and analyze its wind field. The two dimensions of the stencil length of 3.5 meters and 3.9 meters are compared. The intercept planes are all selected at the same position， and the planes of the four square meters and the stencil perpendicular to the Y-axis are respectively intercepted in the exit area （the hanging blade area） to compare the pressure and the speed. The change trend of the length of the air guide stencil and the influence of the rotating speed of the wind turbine on the wind field are obtained.

關(guān)鍵詞：煙片復(fù)烤機;風(fēng)場均勻性;Ansys軟件

Key words： tobacco sheet reheating machine;wind field uniformity;Ansys software

中圖分類號：TS43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0263-04

0? 引言

在煙草行業(yè)打葉復(fù)烤生產(chǎn)線上使用的煙片復(fù)烤機均為PROCTOR公司、GARBUIO公司的產(chǎn)品及國內(nèi)生產(chǎn)廠家技術(shù)引進(jìn)、消化吸收后開發(fā)的產(chǎn)品，經(jīng)過用戶多年使用，一直存在復(fù)烤后水分不均勻，左中右偏差大，煙片的復(fù)烤處理難以滿足用戶的個性化要求問題。本文研究對象的烤片機也同樣存在此現(xiàn)象，尤其是在烤片機箱體輸送網(wǎng)板寬度方向上，風(fēng)場的均勻性一直有待解決，均風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計如導(dǎo)風(fēng)板角度和孔隙率設(shè)置主要還是參照國外數(shù)據(jù)或以往經(jīng)驗，缺乏理論分析以及實際測試數(shù)據(jù)支撐。對烤片機風(fēng)場進(jìn)行數(shù)值分析，給開發(fā)提供理論依據(jù)是非常必要的。

1? 物理模型

圖1所示為所研究的烤片機箱體的斷面幾何圖形，箱體寬度為4300mm，輸送網(wǎng)板寬度為3500mm。序號所指就是導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板，進(jìn)風(fēng)方式為下進(jìn)風(fēng)。圖2所示為導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)板的平面視圖，序號1、2、3分別所指為三塊不同孔隙率的網(wǎng)板，從左向右孔隙率依次減小。

2? 網(wǎng)格模型

烤片機干燥區(qū)是由多個箱體組合而成，每個箱體是相對獨立的，在本文中只對一個箱體進(jìn)行分析。如果全部進(jìn)行分析，建模和分析工作十分巨大，超出計算能力。并且每個箱體是相對獨立的，因此，可以只對一個箱體進(jìn)行分析。根據(jù)幾何圖形，此處模型箱體寬度為2150mm，導(dǎo)風(fēng)網(wǎng)輸送寬度為3500mm。

圖3所示為流場分析的網(wǎng)絡(luò)模型，整個模型網(wǎng)格數(shù)為651520個：

為了方便計算，在盡量貼近設(shè)備工作情況的前提下， 把整個內(nèi)部分成四個部分：

①入口區(qū)域，有2個自由邊界入口;

②循環(huán)風(fēng)機葉片區(qū)域，因為有2臺風(fēng)機，有2個區(qū)域;

③氣流從風(fēng)機出來到網(wǎng)板的區(qū)域;

④網(wǎng)板到出口的區(qū)域，出口為自由邊界出口。

整個計算區(qū)域內(nèi)只有動量的交換，沒有熱量交換。驅(qū)使計算域內(nèi)空氣流動的動力是2臺軸流風(fēng)機，軸流風(fēng)機的旋轉(zhuǎn)方向，從圖中看是從X軸向Z軸旋轉(zhuǎn)，角速度為-1000rpm。網(wǎng)板因為很薄，可以用interface來進(jìn)行簡化，氣流經(jīng)過該interface的時候有壓力跳躍。因為沒有多孔介質(zhì)的孔隙率設(shè)置，因此該分析報告中不會出現(xiàn)不同孔隙率的分析結(jié)果。但可以從其他的結(jié)果中給出參考性的意見。經(jīng)前期研究得到網(wǎng)板傾斜3°是比較好的設(shè)計。

3? 對網(wǎng)板長度3.5米和3.9米的兩個尺寸進(jìn)行對比

截取平面都選同一個位置的平面，分別在出口區(qū)域（掛葉片區(qū)域）截取與Y軸垂直的4個平米和網(wǎng)板的平面，來進(jìn)行壓強和速度的對比。

網(wǎng)板長度是3.5米、傾斜3°的流場結(jié)果如圖4-圖9。

網(wǎng)板長度是3.9米、傾斜3°的流場結(jié)果如圖10-

圖15。

4? 對網(wǎng)板長度及其他工況的結(jié)果討論

以上分析云圖分別是不同界面的壓強云圖和速度云圖。

從上面的分析結(jié)果的云圖可以看出，不管是3.5米網(wǎng)板還是3.9米網(wǎng)板，出口掛煙葉區(qū)域隨著Y平面的上升，速度均勻性都要更好一些。

另外因為網(wǎng)板長度增加了，相當(dāng)于增加了過風(fēng)面積，3.9米網(wǎng)板的烤片機在相應(yīng)的Y平面上，速度的均勻性都要好于3.5米的網(wǎng)板，并且平均速度要小一些?？拷隹趨^(qū)域的Y平米上速度最高在出口處。

參考文獻(xiàn)：

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