高温高湿造纸工业厂房热湿环境实测分析及数值模拟

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1、高温高湿造纸工业厂房热湿环境实测分析及数值模拟摘要近年来，随着现代造纸工业的快速发展，造纸车间的体积越来越大，同时在纸张的生产过程中，必将散发大量的热与湿，因此造纸工业厂房的通风和壁面结露越来越成为需要解决的问题。尽管目前数值模拟已经获得了较为广泛的使用和认可，但现场实测研究也有很大的必要性，现场测试是在实际运行情况下进行的，其所得出的各种数据均是真实数值，这是任何模拟研究所无法比拟的。不仅可以发现并提出通风系统中的实际问题，而且也可为模拟实验积累验证数据，用以改进模拟研究的准确性。本文采用现场实测和数值模拟相结合的方法，对造纸工业厂房的气流组织和温

2、湿度分布进行研究。本文首先对车间的测试点和测试仪器及方法进行了简单介绍，对造纸车间的温湿度测试数据进行了系统的分析，得出造纸车间湿部及烘干部6m以下温度的分布规律，同时总结了车间的含湿量及相对湿度分布特性。通过现场实测得到车间围护结构的热流参数，进排风温湿度及进排风风量数据等，并根据实测数据及设备参数计算出车间各热湿源的散热散湿量，为数值模拟提供准确的边界条件及结果验证数据。在使用商业软件FLUENT对造纸车间模拟时，针对造纸工业厂房热源、湿源分布较为分散的实际情况，在建模时对厂房的热源和湿源进行了适当的简化，力求最大程度地接近实际情况。造纸车间边界

3、条件的添加关系到模拟的成败，本文根据岳阳造纸工艺的生产过程将造纸车间分为湿部、前干部、施胶部、后干部和卷纸部五部分。根据实测数据计算出热湿散发量，设置各部位的热湿源项。根据造纸车间特点，在湍流模拟时采用标准的k-8两方程模型、标准壁面函数，并且考虑了浮升力的影响，采用Boussinesq假设，使用SIMPLE算法，得到了冬季不同送风气流组织造纸车间的相对湿度场、温度等值线图和含湿量图。同时根据含湿量拟合公式，得出了各种送风形式下围护结构的露点分布图，分析出围护结构最可能的结露区域。并将模拟结果进行比较，进而选择最佳的设计方案。从模拟结果得知，冬季造纸

4、车间湿部传动侧的围护结构的露点温度最高，因此加强此处的通风气流组织和保温措施，以及减少外窗数量对防止结露有积极意义。同时，与只在屋顶设排风的气流组织形式相比，侧墙有局部排风的气流组织形式更容易排热排湿，其中以在操作侧湿部侧墙加局部排风的排湿效果最好。关键词：数值模拟；造纸工业厂房；气流组织；墙壁结露II硕士学位论文AbstractInrecentyears，withthedevelopmentofmodernpaperindustry，thescaleofPapermakingplantisbecominglargerandlarger．Becaus

5、eofagreatdealofheatandwetgeneratedinthepapermakingprocess，it’SbecomingurgenttosolvetheproblemsofventilationandwallcondensationinPapermakingplant．AlthoughNumericalsimulationhasbeenwidelyusedinresearch，fieldmeasurementiSalsonecessaryandsuperiortoanysimulation，becausethemeasuredda

6、tawhileactualoperationprocessreflecttheactualsituation，actualproblemsinventilationsystemwillbeproposedeasily，andaseriesofdataswillbeaccumulatedtoverifyandimprovethenumericalsimulation．Inthispaper，bothNumericalsimulatioandFieldmeasurementareusedtoresearchthedistributionoftempera

7、tureandhumidity．Inthispaper，testpoints，methodsandinstrumentsareintroducedbriefly．Then，thetestresultsoftemperatureandhumidityinthepapermakingplantareanalyzedsystematicallytogetthetemperaturedistributionbelowthehightof6minwetanddryingdepartmentofpapermakingpant．Finally，Thedistrib

8、utioncharacteristicofmoisturecontentandralativehumidit