干燥窑结构改进对风速流场均匀性的影响

朱伊枫，孙丽萍※，李季成,2

干燥窑结构改进对风速流场均匀性的影响

朱伊枫1，孙丽萍1※，李季成1,2

（1. 东北林业大学机电工程学院，哈尔滨 150040；2. 东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）

针对顶风机型木材干燥窑内部风速流场分布不均匀问题，该研究基于发明问题解决算法（Algorithm for Inventive-Problem Solving，ARIZ）对干燥窑从优化窑体结构、调整锯材间隙、改善导流方式3个方向进行分组改进设计，每组包含4个方案，共得到了12个几何方案模型；采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）仿真对比分析不同模型的风速流场，利用逐项耦合迭代法确定了调整锯材间隙和增设导流板两个改进方向能够解决窑体内部风速流场分布不均匀问题；采用风速流场分布云图、检测点风速差值、平均速度、速度不均匀系数4项评价指标，对84个监测点风速数据进行数值计算和对比分析后迭代出将窑体结构的四角优化为曲面化设计，调整锯材间隙为上宽下窄的非等距形式，并在预留气道中增加3块平面导流板来改善导流方式的综合性改进设计方案为较优方案，该方案的风速差值为-0.058 m/s，更趋近于0，平均速度提升了15.60%，速度不均系数降低了72.70%；结果表明，采用ARIZ对干燥窑结构进行迭代改进设计的方法可有效解决窑体内部风速流场分布不均匀问题。

干燥；数值模拟；干燥窑；风速流场；发明问题解决算法

0 引 言

热风干燥技术目前已广泛应用于农产品、木材、粮食、食品加工及纺织行业中，热风干燥系统干燥过程中的风速流场均匀性对被干燥产品的干燥品质稳定性和干燥效率有着直接的影响[1]，因此对风速流场均匀性的研究十分必要。……