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污泥是污水处理的产物,物性复杂且容易造成二次污染。针对污泥减量化、资源化的处理目标,污泥间接干燥技术是前提和关键所在。本文讨论了国内外污泥处理处置方式和污泥干燥的发展情况,在对比各污泥干燥工艺类型及相关设备原理的基础上,选取旋转圆盘干燥机作为研究对象。旋转圆盘干燥机是一种高效节能的搅拌热传导式连续干燥设备,主要由热轴、机身、端板、上盖及传动系统等组成。因其搅拌效果良好、传热系数较高、能耗低、尾气处理简单、低噪声且无振动等特点,在高含水率黏性物料的污泥干燥中,表现出优异的性能。转子(热轴)是旋转圆盘干燥机的核心部件,转子的结构和参数不仅影响干燥机的使用寿命和运行安全,同时也决定了干燥的工艺性能和传热效率。分析转子的受力情况和内部的流场特性,对旋转圆盘干燥机的设计和优化有指导意义。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)转子及圆盘结构的应力分析。针对JG-330型单轴旋转圆盘干燥机,采用实际工况下的载荷参数,运用AWB软件对转子及其叶片受内压和扭矩等作用时的应力进行模拟,结合理论模型的解校核强度。(2)转子入口蒸汽单相流场模拟。单相流考察中空轴体内部和各圆盘的流场分布,对比静止和旋转不同工况对流场特性的影响。结果表明低转速条件下旋转对单相气体流动无明显作用,压力场分布均匀,速度场充分发展,为连续稳定传热提供了基础。(3)气液两相流动传热特性模拟。加入多相流混合模型,针对圆盘壁面给热时凝液的产生和排出进行仿真分析,得出各参数在旋转圆盘内的发展趋势。结果表明微量的凝液不影响气相的流场特征,凝液的流动受气相流动、重力、圆盘结构的影响,沿顶部随旋转从出口管道流出。优化了入口管道位置,得出优化后的积液情况有所改善,壁面传热系数稍有增加,排液效果良好,结果有指导意义。(4)旋转排液情况模拟。采用VOF自由液面流动模型,在初始液量不变的条件下,调整圆盘转速和出口管道直径分别模拟。分析结果表明,转速越高,瞬时出流量越大,排液持续时间也越短;进一步得出排液效果最优转速为3r/min,最优管径为32mm,以此为参照指导工程设计。