基于CFD的烟草烤房热流场分析研究
CFD技术在卷烟制丝车间空调节能设计中的应用

垂直 送 风 , 个别 位 置根 据厂 家 生产 工 艺的特 殊 需要 设
比较 不 同风 量 下 旋 流 风 口 XL 0 6 0等 温 送 风 时 , 同一位 置 上 的 风速 值 大小 , 度 场 见 图 7 速 。表 2中反 应 了可 调旋 流 风 口垂 直和 水 平 两 种 送 风 模 式 下 的 模 拟 值 和测 试 值 的 结 果 , 由对 比结 果可 见 , 拟 值 与 测 模
可行性 , 体现 了气流组 织模拟在此类 高大空间的空调 节能方案 的优化设计 中起到 的重要作用 关键 词: 制丝 车间; 送风方 式; C D模 拟; 节能方案 F 中图分类号: T 3 U8 1 文献标志码 : A 文章编号: 1 7 —2 72 1 )80 1—4 6 37 3 (0 20—0 70
是 否 能切实 满足 工作 区 的空调 需求 。 在 本 节 能 设 计 中拟 通 过 气 流 组 织 模拟 分 析 上 述
问题 : 在 设 计 风量 降低 的 情 况下 , 证 选用 的新 型 ① 验 径 向旋流 风 口( 比普通 轴 向可 调 旋流 风 口下送 风效 果 更 优) 的送风 效 果 ; 模拟 喷 口送 风 情况 , ② 确定 合理 的
d i1.9 9 .s.6 37 3 . 1 .8 0 o:03 6  ̄i n17 —2 7 0 20 . 5 s 2 0
C D技 术 在 卷 烟 制 丝 车 间 空调节 能 设 计 中 的应 用 F
, , 邵 征 宇 1 汪 炎 平 李 青 2 陈 晓 春 叶胜 利 , ,
基于CFD烘干平板传热模拟分析

O 引 言
平板 烘 干机 的工作 实质 是利 用热 传 递原 理使 物料
的 目的 .而 蒸 汽是一 种 流体 .在 蒸汽 流道 中做无 规 则 运 动 ,在相 互碰 撞之 中交换 动量 和能 量 ,微观 上 ,蒸 汽 气 体 分子 的运 动在 时 间 和 空 间上都 存 在 着离 散 性 、 随机性 和不均 匀性 : 但在 宏观上 的表现 是蒸 汽在平 板
干 机 的主 要 是 利 用 相 互 接 触传 递 热 量 进 行 脱 水 干 燥 .而 物 料 受 热 干 燥 是 一 个 其 内部 以及 表 面 与 干 燥 介 质 间 的 边 界 层 内 热
量 和质 量 耦 合 传 递 的 过 程 .出 现热 量 的传 递 交 换 - 设 计 平 板 烘 干机 现在 主要 是 依 靠 经 验 及小 规 模 试 验 ,缺 乏 合 理 的 设 计 方 法及 理 论 依 据 ,本 文 利 用 热传 递原 理 分 析 其 产 生 现 象 ,运 用 数 学 及 有 限 元 理 论 进 行 计 算 分 析 热 传 导 过 程 中温 度 场 的 分 布
及热 能 的利 用 效 率 .并 用 C F D有 限元 分 析 软 件 进 行 模拟 验证 .在 模 拟 生 成 参数 场分 布 云 图 中知 道 平 板烘 干机 相 关 参 数 场 的分 布 .这 些 可 以改 进 烘 干 机 的 结 构 ,提 高 设 计 质 量 水 平 、缩 短 生 产 流 程 时 间 ,最 大 限度 的提 高 热 源 利 用 率 ,使 装 置 和 设 备 的技 术 经 济 性 和 安 全 可 靠 性 达 到最 优 。 关 键 词 :数 值 模 拟 分 析 ;热 传 导 ;参 数 场 分 布 ;平 板 烘 干 机
基于CFD_的YJ17_卷烟机风室流场分析与优化设计

包装工程第45卷第5期·164·PACKAGING ENGINEERING2024年3月基于CFD的YJ17卷烟机风室流场分析与优化设计张金1,常亚宁1,高卫军1,卫剑1*,梁志军1,杨光露2(1.河南中烟工业有限责任公司安阳卷烟厂,河南安阳455000;2.河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂,河南南阳473000)摘要:目的针对ZJ17卷接机YJ17供丝系统中烟丝堵塞、竹节烟和烟支标偏大的现象进行改进。
方法采用流体仿真分析软件Solidworks Simulation模拟分析、正交实验及试验验证的方法,设计优化YJ17供丝系统的风室装置,通过模拟仿真不同正压风入口形状、数量、位置对设备运行效率、产品质量的影响,找到三者最优的参数组合。
模拟分析发现,在正压风入口形状为圆形,正压风入口数量为3个,正压风入口距离气室边缘的距离为15 mm时,风室气流分布更均匀,同时烟丝在离开抛丝辊后受到的下吹风力最大,可使烟丝快速到达吸丝带。
结果气室经改进后烟丝堵塞次数降低了39.3%,SD值(20支烟支质量标偏)降低了25%,有效提升了设备的运行效率和卷烟产品的质量。
结论基于仿真及正交实验结果,优化了风速出风口位置和直径,气室的流场分析结果可为烟丝吸丝成型及风室结构优化提供一定技术支持。
关键词:供丝系统;流体仿真;正交实验;风室;结构优化中图分类号:O359;TB486 文献标志码:A 文章编号:1001-3563(2024)05-0164-09DOI:10.19554/ki.1001-3563.2024.05.020Analysis and Optimization Design of YJ17 Cigarette Machine Air ChamberFlow Field Based on CFDZHANG Jin1, CHANG Yaning1, GAO Weijun1, WEI Jian1*, LIANG Zhijun1, YANG Guanglu2(1. Anyang Cigarette Factory, Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Henan Anyang 455000, China;2. Nanyang Cigarette Factory, Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Henan Nanyang 473000, China)ABSTRACT: The work aims to address the phenomenon of cigarette blockage, slub cigarette, and excessively large cigarette label in the YJ17 wire supply system of the ZJ17 cigarette machine. The method of the fluid simulation analysis software Solidworks Simulation, orthogonal experiments, and experimental verification was used to design and optimize the air chamber device of the YJ17 cigarette supply system. Through simulation of effect of different shapes, quantities, and positions of positive pressure air inlets on the operation efficiency and product quality of equipment, three optimal combinations were found. When the positive pressure air inlet shape was circular, with 3 positive pressure air inlets and a distance of 15 mm between the positive pressure air inlet and the edge of the air chamber, the air flow in the chamber was more uniform. When the cigarette left the throwing roller and was subject to the maximum and most uniform downward blowing force, the cigarette quickly reached the suction strip. After the improvement of the air chamber, the number of cigarette blockages decreased by39.3%, and the SD value (weight deviation of 20 cigarettes) decreased by 25%, effectively improving the equipment operationefficiency and cigarette product quality. Based on simulation and orthogonal experimental results, optimizing the position and diameter of the air outlet and the flow field analysis results of the air chamber can provide certain technical support for the收稿日期:2023-08-22基金项目:河南中烟工业有限责任公司科技项目(ZW201834)*通信作者第45卷第5期张金,等:基于CFD的YJ17卷烟机风室流场分析与优化设计·165·cigarette suction molding and the optimization of the air chamber structure.KEY WORDS: cigarette supply system; fluid simulation; orthogonal experiment; air chamber; structural optimizationYJ17型供料成条机是ZJ17卷接机的组成部分之一,主要由烟丝输入、烟丝分配、烟丝计量、梗丝分离、烟条成型、质量控制、回丝等部分组成。
CFD技术在大空间烟气运动模拟中的应用

CFD技术在大空间烟气运动模拟中的应用摘要:简单介绍了CFD技术在消防性能化设计中的应用,并介绍了两个得到广泛应用的CFD软件FLUENT与FDS。
文章给出了一个体育场馆的应用案例,比较了FLUENT软件与FDS软件的优缺点以及适用性,体现了CFD技术的应用为工程所带来的效果。
关键词:CFD;性能化;模拟;烟气运动;大空间1前言消防性能化设计,代表一种新的思路、一种新的认识,正在我国如火如荼地开展起来。
消防性能化设计是采用工程化的方法,通过计算机软件模拟或者其他手段进行量化分析,从而获得建筑物的消防安全水平。
通过合理有效地采用各种技术手段,性能化的防火设计可以获得较高的消防安全水平,同时又不失灵活性。
如同自动控制领域,系统的灵敏度取决于传感器的灵敏度,消防性能化设计的有效性,取决于所采用的计算机模拟软件及其算法的有效性。
2消防领域的CFD技术在常规的消防设计中,大空间的排烟量设计是按照面积或者体积进行设计。
例如中庭,按照《高层民用建筑设计防火规范》体积小于17000m3时,其排烟量按其体积的6次/h换气计算;中庭体积大于17000m3时,其排烟量按其体积的4次/h换气计算;但最小排烟量不应小于102000m3/h。
对于汽车库,《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》规定排烟风机的排烟量应按换气次数不小于6次/h计算确定。
而NFPA92B、TM19等国外规范则根据羽流模型进行计算,其原理是排烟量应等于烟气生成量以保持清晰高度。
这两种方法,前者是完全基于处方式规范的一种传统方法,后者已经是一些拥有性能化设计的国家的所采用的性能化的方法。
这两种方法,都已经广泛应用于工程设计中,但是它们都存在一个致命缺陷:在它们的计算过程中,不能反映建筑物的空间形状。
事实上,建筑物的几何形状对于烟气扩散运动的影响是相当致命的。
例如,挡烟垂壁,在一般的火灾模型中,挡烟垂壁被理想化为烟仓的四壁,烟气均匀地对烟仓进行自上而下地填充,实际效果如此吗?烟气快速地向挡烟垂壁扩散过来受到阻碍,必定会掉头向下蔓延,从而在挡烟垂壁下侧形成一块潜在的危险区域。
基于CFD的建筑风环境及油烟排放数值模拟研究

化与 假 设 ,室 外空 气 流 动 为稳 态 湍流 气 流流 动 ,本 项 目采 用压 力一
速 度 修 正 算法 ( S i mp l e )联立 求解 各离 散 方 程 。 除压 力 采 用二 阶 迎
风 格 式 进 行离 散 外 ,其他 如动 量 、湍 流 脉动 动 能 和 湍 流脉 动 动 能 耗 散 率 均 采 用 一 阶迎 风 格 式 进 行 离散 。本 文 采 用 G AMB I T 软 件 进 行 网格 划 分 在综 合 考 虑 网 格质 量 ,计 算速 度 和 精 度 等 因 素的 基
7. 5 u mI ’
化 四 面体 网格 .并 在建 筑 物 和 下 垫面 附近 局 部 加 密 . 网格 数量 为
1 24. 3 万
3 、模 拟 结 果
3。 1夏 季
5 . 1 . 1 室外 风 速
在 夏 季主 导风 向和 风速 条 件下 .现状 方 案 室外 1 . 5 米高 处风 速
N 2 , 7 3% 。根 据排 烟 量 折 算排 烟 速 度取 为3 m/ s 。油 烟 颗粒 材 质 : 密度  ̄9 5 0 k g / m。 .Cp 为1 5 0 0 J / k g . K.导 热 系数 为0 . 2 8 5 W/ m. K.
粘度 为1 . 78 9 4 e 一 0 5 k g / m. S.摩 尔 质 量 为2 00 k g/ k mo1 直 径 为
2 . 2城 市梯 度风 设置 :城 市梯度 风按 照 以下公 式计 算 :
城 市 梯度 风设 置 :城 市 梯度 风按 照 以 下公 式计 算 :
1 、计 算 模 型 和 网格 划 分
本 次 分析 模 型 根 据 建筑 图纸 中实 际尺 寸 建 立 几何 模 型 .建 筑
气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向研究

气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向研究1. 引言1.1 研究背景气流上升式密集烤房是一种常用的热处理设备,广泛应用于食品、化工、医药等行业。
在烤房中,热空气通过加热器加热后向上升,经过风道回流,形成循环运动。
在这个过程中,热空气会传递热量和气流动能,从而达到提高烤房内部温度和湿度的目的。
在实际的烘烤过程中,温湿度的均匀分布及气流运动方向往往不尽人意,导致烤品的烘烤质量不稳定。
通过研究气流上升式密集烤房烘烤过程中的温湿度差异及气流运动方向,可以帮助优化烤品的烘烤效果,提高生产效率和产品质量。
本文旨在通过对气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向的研究,进一步揭示其影响因素和规律,为烤品的烘烤工艺提供理论依据和技术支持。
希望通过本研究能够为相关行业的技术改进和产品优化提供参考,促进烤房烘烤技术的进步与发展。
1.2 研究目的研究目的是为了深入了解气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向的变化规律,探讨其影响因素以及优化调控方法。
通过研究,可以有效提高烤房烘烤效果,优化产品质量,提高生产效率,降低能耗成本,推动烤房烘烤技术的发展,为相关行业提供理论指导和实践参考。
了解温湿度差异与气流运动方向的关系还有助于提升对烤房烘烤过程的整体把握,为优化生产流程、改进设备设计提供科学依据,推动烤房烘烤技术的创新与进步。
通过本研究,可以为气流上升式密集烤房的烘烤过程提供更为可靠和有效的控制方法,为相关领域的研究和实践工作提供有益的支持和帮助。
1.3 研究意义气流上升式密集烤房是食品加工中常用的烘烤设备,其热量和湿度的均匀分布对产品质量有着重要影响。
研究气流上升式密集烤房烘烤过程中温湿度差异及气流运动方向的变化规律,可以帮助优化烤房设计和操作参数,提高食品加工的效率和质量。
通过深入探究温湿度差异与气流运动方向之间的关系,可以为食品加工行业提供科学依据,促进技术的进步和创新。
本研究具有重要的实际应用价值和理论意义。
分析烟叶烘烤过程中的热湿与优化

分析烟叶烘烤过程中的热湿与优化【摘要】基于烟叶烘烤过程中的热湿与优化分析,首先分析烟草烘烤过程中需要注重排湿时机与控制排湿量,从根本上解决烘烤基础问题;其次分析需要建造科学化烤房,利用先进的热泵技术简便烘烤过程;最后分析绑烟装炉的过程是影响烘烤的重要组成部分,需要操作人员注意每个步骤,严格遵守同层同质。
【关键词】烟叶;烘烤过程;热湿;优化路径引言:众所周知,烟叶的烘烤过程是需要大量的能量进行支撑,我国的生产水平目前仍旧存在一定限制,烟叶的烘烤大多采用燃煤烤房且以煤炭作为主要的热度来源,用其对烤房进行有效供热,虽然烟叶的烘烤目的达到,但输出后的热源没有进行合理化的热回收操作,这就导致了热利用较低,煤炭消耗过大,能源损失较多,与此同时我国现阶段并没有研究出能够将化石燃料进行再生的能力【1】。
所以近几年来我国一直推广将清洁能源代替化石燃料,对燃煤烤房做出有效的改造。
最终形成了新的模式——燃煤锅炉,将热泵作为主要的热源,这是清洁能源的一种,不但具备控制精度高和省时间、省成本和环保等优势,还能回收余热,大幅度提高了能源的利用率,这与传统的化石燃料相比有着巨大的效率提升。
本文主要依据烟叶烘烤过程的热湿与优化提出有效分析,具体内容如下:一、烟叶烘烤过程如何做好排湿制成可以使用的烟叶收割只是开始,其中最为重要的便是将烟叶中存在的水分完全烘干,而这一过程当中适合的时间和适合的度数是能够将烟叶逐渐烘干至黄,逐步失水最后达到定色和干叶的程度,每个步骤的操作都是会影响到最终的成果,因此需要极具合理化和科学化。
(一)注意排湿时机当开始对烟叶进行烘烤后,排湿的时机主要依据烟叶的含水量、装烟量以及气候为准,当烟叶中的含水量较高和装烟量较大且处在阴雨天进行烘烤时,在点火开始后需要采用手动控制进风排湿的系统,运用高速的循环风机促使烟叶表面存在的水分充分排除,可以将温度适中保持在35℃左右,上下的温差不能超过1℃【2】。
关注烟叶的水分以及颜色变化,会发现烟叶在温度在38℃时逐渐变黄,这也是最好的排湿时机,这一时期的温度应当设置为35度左右,并且自动控制仪会依据最初设定的参数和最终时机测量出的定值进行自动的排湿行动,整个排湿的过程总共需要耗费36个小时,需要各位注意通风排湿。
密集烤房烟叶烘烤气流设计问题的探讨

密集烤房烟叶烘烤气流设计问题的探讨作者:黄涛来源:《卷宗》2019年第29期摘要:为研究不同气流方式对密集烤房烟叶烘烤质量的影响,利用空调通风中吹吸式气流和下降式气流原理,提出一种改进的气流方式:按照标准的3层装烟方式,垂直设置3组送风机和引风机,功率大小依据装烟量而定,风速有高低档,引风机设在送风机对立一侧,高度低于各层送风机高度,均匀布置。
该气流借助烟叶不断蒸发的水分使比重增大,加速下降,在送、引风的吹吸作用下排出烤房。
关键词:密集烤房;吹吸式;下降式;热湿气流烟叶烘烤质量的好坏直接影响烟叶的色、香、型。
密集烤房利用加热室的热气流对烟叶进行烘烤,烟叶经过变黄、定色、干筋3阶段演变成型。
目前,常见的密集烤房气流方式有两种,气流上升式和气流下降式[1-2]。
已有研究表明,下降式气流利用烟叶蒸发的水分增加自身比重,加速下降,且温湿度均匀保障质量,一定程度上减小风机动力,节省电力;而上升式气流利用温度较高的气流有自由上升的动力,从下方送风,给比重加大后的热濕气流增加上升的动力,上部烟叶可能出现霉把现象,但一定程度上节约燃料用量[1-4]。
实际操作中,为确保烟叶质量,烟农更倾向采用气流下降式烤房。
为此,本文在气流下降式烤房的构造基础上,改善下降气流,为提高烘烤质量和效益提供理论参考。
1 新型下降式气流特征传统气流下降式标准烤房长×宽×高为8.0m×2.7m×3.5m,加热室为1.4m×1.4m×3.5m,配置一台1.5KW或2.2KW的循环风机,3层装烟。
一间烤房单用一台循环风机,容易出现气流局部死角,而风机的布置也直接决定热气流分布的均匀性,从而影响烤房温、湿度场的分布,因此,为改善气流分布均匀性,将一台大功率循环风机改为3对小功率送、引风机,且各层烟叶用透气吸湿材料隔离,每层烟叶对应一组送、引风机,烤房改造后,风机与气流组织布置如下图所示:每组送、引风机为变频机,通过物联网检测室内温度和湿度,“大数据”统计下经过“云计算”联动风机做出适应于烟叶不同阶段所需风速的联动响应[5]。
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c r e a s e d 1. 49 ℃ . Ke ywo r ds: f l o w ie f l d, CFD , he a t c o n v e c t i o n, h e a t c o nd u c t i房 内部温湿 度 的均匀 性 直接影 响烤 烟 的 品质 , 在 现 阶段烘 烤 中烤房 难 以保 证 上 中下 三个 水 平 面 以及垂 直方 向上 温度 的一 致 性 , 实 际 烘 烤 过程 中, 烤 房智 能控 制仪 取 装 烟 室 中段 温 湿 度 作 为输 人 参 考参 数进 行烘 烤 , 而 装 烟 室 内各 个 部 位 温 湿 度却 是 不 同的 , 给烘烤 控 制带来 了难 题 , 导致 不 同位置 的 烤 烟 品质参 差不 齐 , 且 热 能 利 用 效 率较 低 。本 文 为 烤 房建 立一 个合 理 有效 的 流体模 型 , 并 采用 C F D对 烤 房进 行热 对流 分 析 , 为 烤 房装 烟室 内部 结 构 进行
导 工 作 过 程 中的 数 值 计 算 模 型 , 采用流体计算软件 F l u e n t 结 构 化 网 格 对 烘 烤 工 作 过 程 及 流 场 动 力 学 特 性 进 行 了 动 态模 拟 仿 真 。结 果 表 明 , 对烤 房 结构进 行优 化 后 , 其 装 烟 室 内部 温 度 分 布 均 匀度 得 到 了提 高 , 水 平 面 温 差 减 小
h o t a i r c i r c u l a t i o n i n t h e c u r i n g b a r n b a s e d o n C F D,a n d e s t a b l i s h t h e n u me ic f  ̄ c a l c u l a t i o n mo d e l o f t h e h e a t c o n v e c t i o n a n d h e a t c o n d u c t i o n mo d e l i n t h e w o r k i n g .T h e p r o c e s s o f b a k i n g a n d i t s l f o w d y n a mi c c h a r a c t e is r t i c s wa s s i mu l a t e d u s i n g
观 弋 磁 摘I M o d 曲 e r n M a c h i n e r
基于 C F D 的 烟 草 烤 房 热 流 场 分 析 研 究
张 贤信 , 陈 勇, 杨 弦
( 黔 东南 州烟 草 专卖局 , 贵州 凯里 5 5 6 0 0 0 )
摘 要: 为了研 究烟草 烤房 内部 热空气流场特 性 , 提 出了基 于 C F D烤房热 空气循环 的假 设 , 建 立其在热 对流及热传
O . 1 9 ℃, 垂 直 面温 差减 小 1 . 4 9 ℃。
关键词 : 流场
C F D 热对流
热传导
F l u e n t
中图 分 类 号 : T S 4 3
文献标识码 : B
文章编号 : 1 0 0 2—6 8 8 6 ( 2 0 1 6 ) 0 6— 0 0 2 8~ 0 4
优 化提 供 了一种 有效 手段 。
下降 式烤 房 。其二 者 区别 在 于烤 房 结 构 不 一 样 , 热
气流 流 动方 向 不 一 样 H 。本 文 采 用 气 流上 升 式 烤
房作 为仿 真模 型 。 为 对 比 烤 房
结 构 对 内 部 热 流
口
…一 詈 …
s o f t wa r e Fl ue nt . Re s u l t s s ho we d t h a t t h e u n i f o r mi t y o f t e mpe r a t u r e di s t r i bu t i o n i nt e na r l t he c u r i n g b a r n wa s i mp r o v e d a f t e r
o p t i mi z i n g t h e s t r u c t u r e o f c u r i n g b a r n.t h e d i f f e r e n c e o f wa t e r t e mp e r a t u r e d e c r e a s e d 0 . 1 9℃ a n d v e r t i c a l t e mp e r a t u r e d e —
The a na l y s i s o f h e a t lo f w ie f l d o f t he c ur i ng ba r n ba s e d o n t he CFD
ZHANG Xi a n x i n, CHEN Yo n g, YANG Xi a n