コーティング炉のエアナイフ構造に関するシミュレーションと理論的研究

コーティング炉のエアナイフ構造に関するシミュレーションと理論的研究

エアナイフは、乾燥ボックスの重要な設計リンクであり、実行要素です。その構造タイプは、乾燥ボックス内の気流場の分布とポールピーススラリー層の乾燥効果に直接影響します。乾燥ボックス内の気流を整理し、調整する役割を果たします。気流の機能と合理的な構造タイプにより、気流の渦を避けることができるため、気流をポールピースの表面にゆっくりと均等に吹き付けることができます。同時に、エアナイフは抵抗要素であり、エアナイフの抵抗は大きく、乾燥ボックス全体の抵抗が増加し、乾燥システムのエネルギー損失が増加します。また、エアーチャンバーから流入する熱風の流れを均等に分配する役割を果たしているエアーナイフの内側に穴あきスクリーンを取り付けることができます。

上の図は、この論文で紹介されている 4 種類のエアナイフの構造を示しています。 (a)のI型エアナイフでは、逆三角形部分の空洞を調整した後、下部羽口スリットから気流が吹き出します。 （b）のII型エアナイフでは、空気の流れは長方形の断面の空洞で調整され、通過します。底の2つの側面は、エアノズルのスリットに対して斜めに吹き出されます。 (c) のタイプ III のエア ナイフは、タイプ II のエア ナイフに基づいて内部キャビティ分割プレートを構成し、空気流は分割プレートの排水の下の底の 2 つの側面を通過します。斜めエアーノズルのスリットから吹き出す。 (d)のIV型エアナイフは、III型エアナイフをベースに、エアナイフシェルの形状を変更し、外凸を内凹に変更。このタイプのエアナイフは、エアノズルスリットの出口に高速の熱風流を発生させ、ポールピースの表面に衝撃を与えて乾燥させ、空気の対流熱伝達を行うプロセスであり、そして、スラリー層の溶媒分子が運び去られます。

図に示すように、H は乾燥ボックスの乾燥領域の高さ、d はエア ナイフ スリットの幅であり、インパクト ジェットの中心線はインパクト ウォールと一定の角度を形成します。衝突噴流は、自由噴流帯、衝突帯、および壁噴流帯に分けることができます。

フリー ジェット ゾーン: フリー ジェット ゾーンの特徴は、このゾーンの任意の位置での熱風の速度が、羽口での気流の速度と同じであり、気流が元の衝突位置エネルギーを変更しないことです。注入されたサーマルは、最初に周囲環境の静止流体と運動量を交換するため、自由噴流が継続するにつれて、注入の領域幅が増加します。

衝突ゾーン：フリージェットが終了すると、熱風の流速もそれに応じて変化し、最初は均一な分布から徐々に減少します。このプロセスの間、ジェット ゾーンの横幅は拡大し続け、インパクト ゾーンを形成します。衝突ゾーンでは、衝突壁の上の境界層の厚さがほぼ同じであることがわかります。

ウォールジェットエリア：気流が衝突壁に到達した後、気流の方向はある角度で曲げられ、ウォールジェットエリアに入ります。この領域の気流は壁面近くを流れ、流れが進むにつれて速度値が減少します。

熱風流トレース図の比較分析

乱れた熱風は空気入口からエアナイフに入り、多孔メッシュプレートの均一な流れと分配プレートの分配を通過し、熱風はエアナイフのエアノズルに均等に流れます。熱風がポールピースに到達したとき、流れの方向を変えると下図のようになります。ポールピースに吹き付ける熱風の均一性は、主に2つの部分によって制御されます。1つは、熱風がエアナイフに均等に入るようにする均一なフローメッシュであり、もう1つは、再び熱風にエアナイフのノズルです。

エア ナイフの種類が異なるため、4 種類のテスト ボックス トレース ダイアグラムは異なります。

I 型エア ナイフ テスト ボックス内の熱気流痕跡の分布は、比較的規則的です。ポールピースの表面では、熱風が中央から両端と上部空間に流れ、基本的にポールピースの表面を覆っています。

タイプIIエアナイフテストボックス内の熱気流痕跡の分布は、比較的散らばっています。ポールピースの表面では、ほとんどの熱風粒子がポールピースの両端から上部空間にのみ流れ、カバーエリアは小さくなります。

タイプIIIエアナイフテストボックス内の熱風粒子の大部分は、ポールピース表面の中央の2つの側面（両端ではない）から2つの端と上部スペースに流れ、広い領域をカバーします。位置は磁極片の中央、両端、および上部空間に同時に流れ、分布は比較的対称的で均一であり、基本的に磁極片の表面を覆っています。