球柱形旋风除尘器分离性能数值模拟与实验

针对传统柱锥形旋风除尘器存在细颗粒分离效率低的问题,提出了一种新型球柱形旋风除尘器。采用数值模拟和实验研究手段,分析了柱段高度对球柱形旋风除尘器分离特性的影响。模拟结果表明:当球柱形旋风除尘器柱段高度不为零时,随着柱段高度的增加,静压力逐渐变小;球柱形旋风除尘器内流体的切向速度均呈"M"型分布;流体轴向速度随着半径的减小,其绝对值先增大后减小,在中心轴线处又开始增大;流体径向速度均关于中心轴线对称。实验结果表明,当球柱形旋风除尘器柱段高度为150 mm时,总分离效率最高,可达到92.01%。研究结果可为旋风除尘器中细小颗粒分离应用提供指导,对提高5μm以下颗粒分离效率具有重要意义。     

旋风除尘器流场及浓度场实验与模拟

在研究旋风除尘器内气固两相的运动状况及分离机理方面,计算机模拟替代部分实验的方法能够优化设计旋风除尘器结构参数,提高其对微细颗粒的捕集效率,减少运行压力损失。本研究采用RSM模型和随机轨道模型对旋风除尘器内流场及浓度场进行模拟及实验。研究表明,旋风除尘器压力损失模拟结果与实验结果吻合较好,对于大于5μm的颗粒其捕集效率模拟结果与实验结果基本吻合;旋风除尘器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布;如将排气管管径减少至原直径0.8倍,可使其对2μm颗粒捕集效率提高6.6%,但压力损失提高36.5%;颗粒的凝并作用有利于提高旋风除尘器微细颗粒的捕集效率。     

旋风除尘器内部流场的数值研究

通过建立旋风除尘器模型，模拟了排气管插入深度对旋风除尘器的压降、气流的切向速度和轴向速度的影响。研究表明，增加排气管的插入深度会增大旋风除尘器的压力损失，但对其内部压力分布的影响却比较小；增加排气管的插入深度对气体切向速度和轴向速度的影响也比较小，在不同高度上，内外旋流交界处切向速度的最大值都有所增加，这会产生更大的离心力，除尘效率也会因此而提高。     

旋风-布袋复合除尘器优化和除尘效率的数值模拟

针对燃煤工业锅炉烟尘超低排放的要求,采用数值模拟方法,研究了旋风除尘器(A)和内部滤袋前无导流板(B)、有导流板(C)或开孔挡板(D)的几种旋风-布袋复合除尘器的流场。结果表明:除尘器C的流场较均匀,较高风速时压降低于除尘器B、D。进一步模拟了除尘器A、C的分级效率,发现对于粒径低于15μm的颗粒,除尘器A去除率低于60%,除尘器C去除率高于97.8%。且复合除尘器占地小,滤袋寿命长,具有广阔的应用前景。上述数值模拟结果可为复合除尘器的优化设计提供参考。     

旋风除尘器环形空间气流运动的数值研究

运用计算流体力学软件FLUENT,对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟,利用模拟结果对旋风除尘器入口不同位置气流在除尘器顶部的环形空间的轨迹进行了分析研究,探明了气流在环形空间的运动规律和基本特征,阐明了旋风除尘器顶部"尘环"形成的根本原因,指出了粉尘发生短路的原因和多发区域并在此基础上就除尘器的增效问题给出了改进方案.     

旋风静电除尘器流场分布测试研究

利用五孔探针系统对直筒式旋风静电除尘器模型的三维流场进行了测定与分析.结果表明:随着入口风速、供电电压增加,旋风静电除尘器内气流的切向和径向速度分别增加,各截面轴向速度沿半径的分布基本相似;与旋风除尘器相比,旋风静电除尘器内气流的切向速度和径向速度的变化更为平缓,入口风速为8.5 m/s时,在0.3～0.5倍简体直径时,切向速度达最大.     

旋风静电除尘器流场分布测试研究

利用五孔探针系统对直筒式旋风静电除尘器模型的三维流场进行了测定与分析。结果表明：随着入口风速、供电电压增加，旋风静电除尘器内气流的切向和径向速度分别增加，各截面轴向速度沿半径的分布基本相似；与旋风除尘器相比，旋风静电除尘器内气流的切向速度和径向速度的变化更为平缓，入口风速为8．5m／s时，在0．3～0．5倍简体直径时，切向速度达最大。     

旋风-滤袋复合除尘器的数值模拟分析

为了分析旋风-滤袋复合除尘器的内部流场,借助流体分析软件Fluent对旋风-滤袋复合除尘器的运行机理进行了数值模拟分析。结果显示,除尘器总体上达到了除尘设计目的,但在气流分配上存在不足,容易对部分滤袋造成过度冲刷,影响滤袋使用寿命。通过加装导流元件的方式可以有效改善气流分布不均的情况。     

基于大涡模拟的旋风分离器内流场数值模拟研究

为了研究旋风分离器内流场的运动状况，借助Fluent软件，采用大涡模拟，基于曲线坐标系的SIMPLEC算法，对切向入口的Stairmand旋风分离器内流场进行了三维数值模拟研究。数值结果表明，大涡模拟适合于三维强旋流的流场模拟，分离器内部的流动空间可分为内、外2个流动区域，在不同的流动区域中，气体压力、速度场的分布有较大的差异。而且压力分布与速度分布不是绝对的轴对称分布。数值模拟结果对其设计优化研究有一定的应用价值。     

袋式除尘器内部流场的数值模拟

袋式除尘器内部气流分布不均会加剧滤袋磨损,降低除尘效率。采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对除尘器内部流场进行研究,分析了气流的轨迹及其在各气室中的速度分布。发现原设计中气流分布不均匀的现象比较明显,提出了在进气通道内添加气流均布板的改进措施。结果表明:改进后,除尘器箱体内部气流分布较均匀,各滤袋气流分配系数的波动幅度减小,各气室综合流量不均幅值降低。研究结果为袋式除尘器的结构优化设计提供了理论依据。     

内置涡核破碎翼旋风分离器内颗粒受力数值分析

内置涡核破碎翼旋风分离器具有维持较高效率同时降低阻力的特点。研究其内部颗粒受力情况对揭示其工作机理有重要意义。利用计算流体力学方法(CFD),采用雷诺应力模型(RSM)模拟流场,在此基础上,应用拉格朗日离散化模型(DPM)对传统Lapple型旋风分离器加设涡核破碎翼前后的内部颗粒进行追踪,并对其进行受力分析。结果表明:内置涡核破碎翼旋风分离器在颗粒分离时间及受力在数值上均与传统分离器有所差别;涡核破碎翼叶片较短时,径向合力主要表现为向外,离心力占主导作用,利于颗粒收集;叶片较长时,颗粒受到气流扰动作用加剧,径向上的运动随机性增加从而不利于分离。     

SCX型脱硫除尘器内部气固两相流场数值模拟

采用FLUENT软件对SCX型脱硫除尘器内部气固两相流场进行数值模拟.气相采用Realizable k-ε湍流模型,颗粒相采用离散相模型(DPM),压力-速度耦合算法选择SIMPLE进行计算.分析了装置内z=0截面上气相压力和速度的分布,并对不同粒径颗粒的浓度和运动轨迹进行计算,还在考虑重力及不考虑重力2种情况下分析了...     

中位粒径对线管式静电除尘器内PM_(2.5)除尘性能影响的数值模拟

以线管式静电除尘器为研究对象,利用Fluent数值模拟了离子风和外加磁场作用下中位粒径对静电除尘器(ESP)除尘性能的影响。数值结果表明:ESP对PM_(2.5)除尘效率随中位粒径的增大呈增大的趋势,离子风和外加磁场效应均能提高ESP的除尘效率,联合作用更为明显,可为未来的ESP优化设计提供指导。     

移动颗粒床除尘器的除尘性能

为进一步了解移动颗粒床除尘器的除尘性能,首先解决了除尘器中容易出现的流动静止区域的消除问题,并实验研究了除尘效率及压降与表观过滤风速和滤料质量流率之间的关系,结果表明当表观过滤风速为0.3 m·s~(-1),滤料质量流率为300 g·min~(-1)时,除尘效率高达99.8%,压降最大还不及180 Pa。另外,通过数值仿真得到了滤料床层内部气体的流场分布以及灰尘粒子在床层中的运行轨迹,发现除尘器结构部件对气体流场分布以及灰尘粒子轨迹有重要影响。对仿真过程中逃逸出滤料床层的灰尘粒子进行统计,并与实验数据相比较,验证了尘饼对增强细微灰尘捕集能力的重要性。     

喷嘴数量对文丘里除尘器性能影响的模拟

选用欧拉-欧拉多相流模型和RNG k-ε湍流模型对文丘里除尘器流动特性进行数值模拟,首先对2个喷嘴时不同液体速度下的压力降和喉管液体分布情况进行模拟,并与实验值进行了比较,得到了较好的一致性;然后比较了2个喷嘴和4个喷嘴的情况下不同液体速度时文丘里除尘器的压力降和液体分布情况。模拟结果表明:欧拉-欧拉多相流模型可准确地模拟文丘里除尘器内部流场;喷嘴数量对文丘里除尘器内部的压力降和液体分布有较大影响,当相对射流深度为0.2,喉管气速为64 m·s-1,喷嘴数量由2增加为4时,压力降增加了17.17%,在喷嘴数目为4,喉管气速为74 m·s-1,液体速度为12.5 m·s-1时可使液体在文丘里除尘器内部得到较均匀的分布。     

粉尘对电除尘器气流分布影响仿真研究

为了更加精确地研究电除尘器入口气流分布特征, 论文采用欧拉-拉格朗日多相流模型，对电除尘器内部气流分布进行了数值仿真。由于在进入除尘器的气流中引入了粉尘粒子，不仅可获得粉尘及粉尘颗粒粒径大小对气流分布均匀性的影响，而且这种模拟更加接近除尘器的气流实际情况。提出的模拟方法为电除尘器的气流分析提供了一条新的途径。     

基于ASMM模型对不同袋长袋式除尘器气固两相流的模拟

为了提高袋式除尘器内部流场的均匀性,延长滤袋的使用寿命以及降低能耗,以某环保公司下进风袋式除尘器为几何模型,采用简化的欧拉模型-代数滑移混合模型(algebraic slip mixture model,ASMM)模拟了3种袋长分别为6、8和10 m的袋式除尘器处理粒径为1、2.5、5、10和20μm颗粒时其内的气固两相流动。对比分析了不同袋长除尘器内速度云图、颗粒相体积份额以及压力损失等,结果表明:随着滤袋长度的增加,除尘器内部流场的均匀性提高;袋式除尘器对5种不同粒径颗粒都具有一定的去除能力,滤袋长度为8 m时受到的二次扬尘影响较小;滤料及粉尘层厚度为2 mm时,袋式除尘器的压力损失随着滤袋长度的增加而增加,颗粒粒径对除尘器压力损失的影响较小;通过对比袋长为8 m时除尘器模拟压降与实验结果,验证了模拟结果的可靠性。因此,除尘器的最优袋长为8 m,模拟结果为袋式除尘器的设计和优化提供了理论依据。     

滤袋长度对袋式除尘器内流场影响的数值模拟研究

为提高袋式除尘器处理大烟气量中超细颗粒物的能力,确保袋室内气流尽可能均匀,以某环保公司的中试装置为模型,采用CFD(computational fluid dynamics)模拟6、8和10 m 3种袋长除尘器内的三维流动。运用标准k-ε双方程模型和SIMPLE算法,依据流量分配系数、速度云图和过滤阻力等分析流场内的速度和压力分布。结果表明,袋长为10 m的袋式除尘器流量分配系数更趋近于1.0;相同过滤速度下,速度相对标准偏差的数值6 m8 m10 m,滤袋长度为10 m时速度分布比较均匀;虽然10 m的除尘器产生的过滤阻力最大,但在低过滤速度条件下,优势明显。因此长袋除尘器适合在较低的过滤速度下运行。袋式除尘器的数值模拟为提高其处理能力和优化设计提供依据。     

滤筒除尘器不同进出口夹角对气流分布的影响

针对滤筒除尘器不同进出口夹角对除尘器内部流场的影响进行模拟研究。首先对除尘器进行适当简化和假设,建立起适合有限元计算的数值模型,通过流体力学分析软件Fluent对不同进出口夹角下的滤筒除尘器的气流分布进行模拟。根据模拟结果综合考虑,进出口夹角为180°时气流分布最均匀,除尘器内部流场最好。     

袋式除尘器入口烟道流场数值模拟与优化设计

采用计算流体动力学(CFD)方法,对某热电厂350 MW机组袋式除尘器入口烟道及除尘器内部的气流流场分布进行了数值模拟实验研究。识别了原烟道设计结构存在的问题,分析了造成各除尘器单元流量分配不均匀和除尘器喇叭口进口断面速度分布不均匀的原因,并提出了改变进口烟道形状,在入口烟道布置导流板的优化方案。经过模拟仿真对比,优化后并联的5个除尘器单元流量分配不均匀性得到明显改善,最大流量偏差由10.79%减小至-2.29%,且5个喇叭口进口断面速度相对均方根值均不大于0.25,满足技术规范要求。