利用Ansys軟件對煙片復烤機風場分析研究

趙艷妮

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

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.

關鍵詞：煙片復烤機;風場均勻性;Ansys軟件

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

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

0? 引言

在煙草行業打葉復烤生產線上使用的煙片復烤機均為PROCTOR公司、GARBUIO公司的產品及國內生產廠家技術引進、消化吸收后開發的產品，經過用戶多年使用，一直存在復烤后水分不均勻，左中右偏差大，煙片的復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象，尤其是在烤片機箱體輸送網板寬度方向上，風場的均勻性一直有待解決，均風系統的設計如導風板角度和孔隙率設置主要還是參照國外數據或以往經驗，缺乏理論分析以及實際測試數據支撐。對烤片機風場進行數值分析，給開發提供理論依據是非常必要的。

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，輸送網板寬度為3500mm。序號所指就是導風網板，進風方式為下進風。圖2所示為導風網板的平面視圖，序號1、2、3分別所指為三塊不同孔隙率的網板，從左向右孔隙率依次減小。

2? 網格模型

烤片機干燥區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行分析。如果全部進行分析，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行分析。根據幾何圖形，此處模型箱體寬度為2150mm，導風網輸送寬度為3500mm。

圖3所示為流場分析的網絡模型，整個模型網格數為651520個：

為了方便計算，在盡量貼近設備工作情況的前提下， 把整個內部分成四個部分：

①入口區域，有2個自由邊界入口;

②循環風機葉片區域，因為有2臺風機，有2個區域;

③氣流從風機出來到網板的區域;

④網板到出口的區域，出口為自由邊界出口。

整個計算區域內只有動量的交換，沒有熱量交換。驅使計算域內空氣流動的動力是2臺軸流風機，軸流風機的旋轉方向，從圖中看是從X軸向Z軸旋轉，角速度為-1000rpm。網板因為很薄，可以用interface來進行簡化，氣流經過該interface的時候有壓力跳躍。因為沒有多孔介質的孔隙率設置，因此該分析報告中不會出現不同孔隙率的分析結果。但可以從其他的結果中給出參考性的意見。經前期研究得到網板傾斜3°是比較好的設計。

3? 對網板長度3.5米和3.9米的兩個尺寸進行對比

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

網板長度是3.5米、傾斜3°的流場結果如圖4-圖9。

網板長度是3.9米、傾斜3°的流場結果如圖10-

圖15。

4? 對網板長度及其他工況的結果討論

以上分析云圖分別是不同界面的壓強云圖和速度云圖。

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

另外因為網板長度增加了，相當于增加了過風面積，3.9米網板的烤片機在相應的Y平面上，速度的均勻性都要好于3.5米的網板，并且平均速度要小一些。靠近出口區域的Y平米上速度最高在出口處。

參考文獻：

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