項目組采用數值模擬方法研究了除塵設備研制過程中流場的分布特征。項目組成員以前的主要工作如下:
1.了解計算流體動力學的分析方法,選擇控制容積法的fluent軟件作為分析濾筒除塵器內流場的工具。標準k-1:湍流數值模擬方法采用模型,流場迭代算法采用簡單算法。
2.通過對過除塵設備初始模型的數值模擬,發現當入口風速為20米/秒時,出現明顯的射流現象,氣體的射流作用繼續到達箱體的后壁,部分沿中箱體、箱體的后壁向上爬升。直至---,甚至沿---水平流動一定距離,飼料廠除塵設備,從而形成射流現象。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。這會對濾筒產生一定的沖刷作用。
這種長期沖刷會使濾筒提前,降低濾筒的使用壽命。另一部分空氣沿灰斗斜向---動,在灰斗內形成明顯的渦流。氣流將灰斗中積灰重新截留到內箱中,造成二次揚塵,增加了濾筒的工作負荷。通過對各過濾器內氣體流量的統計分析,發現單臺過除塵設備處理后的氣體流量正負偏差在121.6%至1+23.3%之間。氣流分布變化很大。大流量分配系數為1.233,小流量分配系數為0.784。濾筒間氣流分布不均勻,會導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,導致濾筒提前堵塞,清洗頻繁,影響濾筒使用壽命。
與市場上現有的袋式除塵器和靜電除塵器相比,除塵設備具有有效過濾面積大、壓差小、體積小、使用---等特點。它是收集---中pm2.5顆粒物的較佳設備,已成為工業除塵器發展的新方向。由于濾波器內部流場的復雜性,用實驗方法測量濾波器內部流場的數據比較困難。在濾筒除塵器的設計中,大多依靠經驗進行粗略的設計,除塵設備,不合理的結構設計會導致除塵設備內部流場分布不正常,影響除塵器的效率和使用壽命。因此,脫硫除塵設備,有---對除塵器內的流場進行數值模擬。計算流體動力學cfd是一門成熟的學科。隨著計算機硬件和軟件的快速發展,現有的cfd軟件能夠地模擬各種復雜流場。數值模擬具有成本低、周期短、重復性好等優點。
隨著雷諾數的增加,除塵設備多孔板的阻力系數先穩定后減小,后趨于穩定。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,并運動、碰撞、摩擦和變形。在這個過程中,流體不斷地消耗能量,導致局部阻力損失。除塵設備---耗用穿孔板前后壓降表示,能耗難度用阻力系數表示。一般來說,除塵設備雷諾數對多孔板阻力系數的影響很小。
隨著雷諾數的增加,阻力系數先減小,然后穩定,然后緩慢減小。研究了雷諾數條件下多孔板的阻力系數與開孔率的關系。從圖中可以看出,除塵設備,在不同雷諾數條件下,阻力系數與開度關系密切。當開孔率為0.30時,阻力系數與開孔率呈負相關,即開孔率增大,阻力系數減小,且趨勢較快。當開孔率增加到0.50時,變化范圍變小并且幾乎穩定,直到開孔率增加到0.68。試驗結果與國外研究接近,阻力系數與開孔率的關系接近指數函數,表明低、中、高開孔率對多孔板阻力系數的影響是密切的。除塵設備根據流體力學原理,當雷諾數相同時,隨著開度減小,回流區與主流區、流體介質中的顆粒和顆粒之間的相互作用越來越強,流體介質越來越分離,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,---阻力系數隨開度比的減小而增大。