基于fluent的烘干机内部流场.doc

摘 要
烘干机是隧道式洗衣机上的一个重要组成部分，它的主要作用是烘干洗涤织物。评价烘干机性能好坏的一个重要指标就是烘干效率问题，所以开展对烘干机内部流场分析的研究具有重要的意义。本文采用CFD方法对烘干机内部流场进行数值模拟分析，主要研究内容如下：
1）深入研究了数值模拟相关理论，主要包括：计算流体力学基本理论；有限体积法基本理论；数值求解方法；湍流模型和壁面函数。
2）本文借助CFD数值模拟对烘干机内部流场进行了系统的分析，根据烘干机内部流动特点，建立烘干机物理模型和数学模型，运用结构化网格对烘干机内部进行划分网格，应用有限体积法对方程进行数值计算，分析得出烘干机内部压力场、温度场和速度场；重点分析烘干机内部回流区大小和监测点速度大小，为烘干机结构优化作好准备。
3）以原结构烘干机内部流场计算为基础，对影响烘干机内部流场性能的结构参数进行重点分析。对不同结构烘干机作对比，研究不同结构下烘干机内部流场特点，分析不同结构下烘干机内部压力场、温度场和速度场，重点比较不同结构下烘干机内部回流区大小和烘干机内部监测点速度值的大小，最终设计出烘干机最优结构，优化烘干机内部流场，减少烘干机内部能量损失。
4）针对原结构烘干机和改进后烘干机进行实验研究，并对实验结果进行分析，通过对比分析验证了本文数值模拟仿真的正确性。
本文运用FLUENT软件对烘干机内部流场进行数值仿真分析，并分析不同结构下烘干机内部流场特点，通过分析比较出烘干机结构最优方案，最后通过实验验证数值模拟仿真的正确性。

关键词 烘干机；CFD；流场分析；数值模拟

Abstract
Dryer is one of the important parts on the Tunnel-type washing machine.The main role of the dryer is to dry cleaning fabrics. Analysis of the dryer is an important indicator of the performance efficiency of drying,so it is important for carrying out the dryer analysis of the flow field.In this paper,we analysis the simulate of flow field inside the dryer by CFD method.The main contents are as follows:
1）Depth study of the theory of numerical simulation,it mainly contains:the basic theory of computational fluid dynamics;the basic theory of finite volume method;numerical solution;turbulence model and wall function.
2)With the help of CFD simulation,analysising the internal flow field system of dryer.Accoring to the internal flow characteristics of the dryer,We establish the physical and mathematical models of the dryer. The use of structured grid inside of the dryer mesh,finite volume method for numberical calculation of equations to analyze the internal pressure field obtained dryer,temperature and velocity field,and analyzing the internal recirculation dryer size and velocity monitoring points,and it is prepared for structural optimization of the dryer.
3)The performance of the dryer on the structural parameters of single-target analysis is based the original structure of the flow field calculation.Compparing different structures, different structures of the flow field inside the dryer,the dryer different structures obtained internal pressure field,temperature field and velocity field.We focus on comparing different structures within the recirculation region the size of the dryer and the drying rate of the value of monitoring points inside the size of the final optimal structure obtained dryer and optimization of the dryer flow field,reducing the energy loss of the dryer.
4)The dryer have been investigated in the original structure and improved structure dryer.And analysising the experimental results.And we verify the numerical simulation accuracy by comparing.
In this paper,dryer is simulated the flow field analysis by fluent software.we analysis the flow field characteristics of the dryer in the different structures and the structure of the optimal solution dryer by comparing.Finally,numerical simulation is verified the accuracy by experiments.

Keywords dryer; CFD; flow field analysis; simulation
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景、目的和意义 1
1.2 国内外研究现状与分析 2
1.2.1 国外烘干机研究现状 2
1.2.2 国内烘干机研究现状 4
1.2.3 计算流体力学研究现状 5
1.3 课题的研究内容与章节安排 7
1.4 本章小结 8
第2章 流场数值仿真理论 9
2.1 计算流体力学理论 9
2.2 数学模型建立 10
2.2.1 流动的数学描述 10
2.2.2 控制方程 11
2.3 数值求解方法 12
2.3.1 有限体积法基本理论 12
2.3.2 数值格式 13
2.4 物理模型 14
2.5 湍流模型 14
2.6 壁面函数 16
2.7 本章小结 18
第3章 烘干机数值模型建立方法 19
3.1 FLUENT软件简介 19
3.2 烘干机几何模型的建立 22
3.3 烘干机内部流场计算区域的选取 22
3.4 网格生成技术 23
3.4.1 结构化网格 23
3.4.2 非结构化网格 24
3.5 烘干机基本条件假设 25
3.6 烘干机坐标系的建立 25
3.7 边界条件 26
3.8 本章小结 27
第4章 烘干机内部流场仿真分析 28
4.1 烘干机工作过程 28
4.2 烘干机模型简化和网格划分 30
4.3 流体的材料属性 31
4.4 设置烘干机边界条件 32
4.5 离散格式及求解方法 33
4.6 烘干机内部流场仿真结果分析 34
4.7 本章小结 38
第5章 烘干机结构优化和实验验证 39
5.1 不同角度的入口挡板下流场性能分析 39
5.2 不同位置的棉絮挡板下遮板流场性能分析 47
5.3 不同角度的出口挡板下流场性能分析 54
5.4 仿真计算实验验证 59
5.4..