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配置搅拌装置的沥青罐的结构和加热过程分析

编辑:伟德体育app 时间:2019/11/23 16:14:51

搅拌装置通常配备有多个沥青罐。如果同时加热到最高使用温度并长期储存,不仅会导致沥青老化,还会导致大量能耗。针对沥青罐加热的节能技术,王法廷等人提出了基于计算流体力学和FLUENT的沥青罐最佳搅拌装置布局,使沥青加热速度提高了14倍,油耗降低了5.5倍。根据流体力学的理论模型,研究了罐内混合装置的布置与混合功率的关系。


虽然上述研究从沥青罐结构、温度控制、节能环保等不同角度研究了沥青罐加热效率的提高和能耗的降低,但并不涉及施工过程中多个沥青罐的动态加热模型。


沥青罐结构


沥青罐有两种形式,立式和卧式。常见类型为圆柱形卧式罐,罐内设有蛇形循环管,实现加热、保温等功能;导热介质(导热油或水蒸气)流经蛇形循环管,将热量传递给沥青;罐壁由保温层和外皮组成。隔热层通常由石棉或其他导热率低的材料组成。表层通常由不锈钢或电镀金属板制成。根据罐内是否有搅拌装置,可分为普通罐和搅拌罐。


 搅拌装置


普通沥青罐结构


普通沥青罐由温度传感器、液位计、蛇形循环管等组成。温度传感器用于检测罐内沥青温度;液位计用于显示罐内的液位,沥青罐底部的压力传感器将压力信号转换成电信号并输出给液位显示器;


蛇形循环管用于保温和沥青加热。导热油从蛇形循环管的入口进入油箱,通过管壁将热量传递给沥青,并通过出口流回导热油炉。普通罐结构简单,成本低,但由于缺少强制搅拌装置,加热效率低。


强制搅拌沥青罐结构


在普通沥青罐的基础上,增加了带搅拌桨的搅拌装置。在桨叶的搅动下,沥青在罐内处于整体流动和湍流脉动的状态,从而提高了热交换率和加热效率。


动态加热原理与加热过程分析


动态加热包括两个方面:一是由于搅拌装置的作用,沥青在加热过程中自始至终处于运动状态,这称为搅拌动力学;二是根据罐内沥青的升温速度和使用时间等参数,动态排列多个沥青罐的加热时序和节点,形成梯形动态加热模型,称为“梯形动态”。


因此,蛇形循环管周围不会形成高温过热区域,从根本上避免了沥青过热造成的老化和积碳。此外,运动的沥青具有很大的动能,足以克服沥青本身的表面张力和粘滞力,实现与蛇形循环管的连续热交换。反复经过加热管表面的沥青微元素不是整体受热,而是与表面膜接触进行热交换,从根本上克服了沥青导热性能差的缺陷,提高了传热效率。


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