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在传统的蒸汽烘缸干燥纸张的过程中,蒸汽在烘缸内会冷凝形成水环,而冷凝水的传导系数仅为烘缸壁的导热系数的1/87,冷凝水层的热阻在总热阻中占有相当的比重,它在很大程度上降低了烘缸传热系数。烘缸在高速旋转时,常用的烘缸冷凝水排除装置不能有效的排除冷凝水。本文研究的新型多通道烘缸将有效的解决传统烘缸积水问题。新型多通道烘缸结构的设计理念是:在烘缸内壁上开有通道,通入烘缸内的蒸汽被限制在小通道中流过,冷凝水在高压蒸汽的推动下从通道流出,故在烘缸内部没有积水。多通道烘缸作为一种新型的造纸用节能烘缸,其通道内部的流动及传热特性研究是指导多通道烘缸设计的基础.本文通过理论分析与数值模拟相结合的研究方法,建立多通道烘缸通道内流体流动与通道内冷凝换热的数学模型及数值模拟所需要的计算流体动力学模型,对多通道内流体流动流型、压力降及通道壁面的传热进行了数值模拟,通过理论分析及数值模拟,对多通道烘缸的结构进行优化设计。本研究的主要研究成果及主要贡献表现在如下几个方面:(1)建立了多通道烘缸通道内流体流动的数学模型。多通道内蒸汽流动为气液两相流动,其流动数学模型根据流型的不同可以分为均相流动模型和分相流动模型。(2)建立了多通道烘缸通道内蒸汽冷凝换热的数学模型。模型根据无量纲数——流型准则数来判断通道内流体流动过程中是剪力控制还是重力控制,进而建立了通道内液膜传热系数及气相传热系数公式,同时模型对通道内流体流动过程中的压力降的计算方法做了阐述。(3)对比分析采用数值模拟软件FLUENT中的两相流VOF模型,对多通道烘缸通道内流体流动进行了数值模拟,模拟结果显示多通道烘缸通道内流型基本与经典流型图Mandhane流型图中的数据保持一致,同时对通道内压力降的分析得出当通道内流型为环状流或环雾状流时压力降达到最小,有利于烘缸传热。对新型多通道烘缸传热过程进行分析,结果发现多通道烘缸单端进蒸汽对于通道的传热过程而言,有可能出现温度不均匀的现象。对比前人实验发现,多通道烘缸具有比传统烘缸高的传热系数,证明多通道烘缸是一种节能型烘缸。(4)通过对多通道烘缸通道内流体流动与传热的数值模拟,设计了新型双端进气多通道烘缸,并应用FLUENT软件对双端进气多通道烘缸传热进行模拟分析,模拟结果显示双端进气多通道烘缸对改善烘缸表面温度的均匀性有较好的作用。