項(xiàng)目組采用數(shù)值模擬方法研究了除塵設(shè)備研制過程中流場(chǎng)的分布特征。項(xiàng)目組成員以前的主要工作如下:
1.了解計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的分析方法,選擇控制容積法的fluent軟件作為分析濾筒除塵器內(nèi)流場(chǎng)的工具。標(biāo)準(zhǔn)k-1:湍流數(shù)值模擬方法采用模型,流場(chǎng)迭代算法采用簡(jiǎn)單算法。
2.通過對(duì)過除塵設(shè)備初始模型的數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)當(dāng)入口風(fēng)速為20米/秒時(shí),出現(xiàn)明顯的射流現(xiàn)象,氣體的射流作用繼續(xù)到達(dá)箱體的后壁,部分沿中箱體、箱體的后壁向上爬升。直至---,甚至沿---水平流動(dòng)一定距離,飼料廠除塵設(shè)備,從而形成射流現(xiàn)象。中間箱壁附近的氣體流速較大,使得靠近箱壁的過濾筒之間的氣體流速較大。這會(huì)對(duì)濾筒產(chǎn)生一定的沖刷作用。
這種長(zhǎng)期沖刷會(huì)使濾筒提前,降低濾筒的使用壽命。另一部分空氣沿灰斗斜向---動(dòng),在灰斗內(nèi)形成明顯的渦流。氣流將灰斗中積灰重新截留到內(nèi)箱中,造成二次揚(yáng)塵,增加了濾筒的工作負(fù)荷。通過對(duì)各過濾器內(nèi)氣體流量的統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)單臺(tái)過除塵設(shè)備處理后的氣體流量正負(fù)偏差在121.6%至1+23.3%之間。氣流分布變化很大。大流量分配系數(shù)為1.233,小流量分配系數(shù)為0.784。濾筒間氣流分布不均勻,會(huì)導(dǎo)致各濾筒表面灰塵沉積不均勻,造成處---流。大型濾筒表面積灰較多,導(dǎo)致濾筒提前堵塞,清洗頻繁,影響濾筒使用壽命。
與市場(chǎng)上現(xiàn)有的袋式除塵器和靜電除塵器相比,除塵設(shè)備具有有效過濾面積大、壓差小、體積小、使用---等特點(diǎn)。它是收集---中pm2.5顆粒物的較佳設(shè)備,已成為工業(yè)除塵器發(fā)展的新方向。由于濾波器內(nèi)部流場(chǎng)的復(fù)雜性,用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量濾波器內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)據(jù)比較困難。在濾筒除塵器的設(shè)計(jì)中,大多依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行粗略的設(shè)計(jì),除塵設(shè)備,不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致除塵設(shè)備內(nèi)部流場(chǎng)分布不正常,影響除塵器的效率和使用壽命。因此,脫硫除塵設(shè)備,有---對(duì)除塵器內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)cfd是一門成熟的學(xué)科。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的快速發(fā)展,現(xiàn)有的cfd軟件能夠地模擬各種復(fù)雜流場(chǎng)。數(shù)值模擬具有成本低、周期短、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
隨著雷諾數(shù)的增加,除塵設(shè)備多孔板的阻力系數(shù)先穩(wěn)定后減小,后趨于穩(wěn)定。其原因在于通過多孔板的氣流所形成的渦流不斷吸收周圍氣流,并運(yùn)動(dòng)、碰撞、摩擦和變形。在這個(gè)過程中,流體不斷地消耗能量,導(dǎo)致局部阻力損失。除塵設(shè)備---耗用穿孔板前后壓降表示,能耗難度用阻力系數(shù)表示。一般來說,除塵設(shè)備雷諾數(shù)對(duì)多孔板阻力系數(shù)的影響很小。
隨著雷諾數(shù)的增加,阻力系數(shù)先減小,然后穩(wěn)定,然后緩慢減小。研究了雷諾數(shù)條件下多孔板的阻力系數(shù)與開孔率的關(guān)系。從圖中可以看出,除塵設(shè)備,在不同雷諾數(shù)條件下,阻力系數(shù)與開度關(guān)系密切。當(dāng)開孔率為0.30時(shí),阻力系數(shù)與開孔率呈負(fù)相關(guān),即開孔率增大,阻力系數(shù)減小,且趨勢(shì)較快。當(dāng)開孔率增加到0.50時(shí),變化范圍變小并且?guī)缀醴(wěn)定,直到開孔率增加到0.68。試驗(yàn)結(jié)果與國外研究接近,阻力系數(shù)與開孔率的關(guān)系接近指數(shù)函數(shù),表明低、中、高開孔率對(duì)多孔板阻力系數(shù)的影響是密切的。除塵設(shè)備根據(jù)流體力學(xué)原理,當(dāng)雷諾數(shù)相同時(shí),隨著開度減小,回流區(qū)與主流區(qū)、流體介質(zhì)中的顆粒和顆粒之間的相互作用越來越強(qiáng),流體介質(zhì)越來越分離,然后與主流匯聚。在此過程中,能量消耗逐漸增加,壓力損失增大,---阻力系數(shù)隨開度比的減小而增大。