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。     

单纤维过滤介质表面尘粒捕集的随机模拟

基于控制面概念和粒子运动轨迹计算,建立单纤维过滤介质表面尘粒捕集的三维随机计算模型,采用Ku-wabara流场表征单纤维表面的气流绕流特征。计算分析了St数、无量纲粒径及单纤维过滤模型填充密度对沉积物形态结构和积尘状态下单纤维捕集效率的影响。结果指出,St数对沉积物形态结构具有显著作用,随St数减小,沉积物由紧密的堆积结构演变为分叉显著的树枝状结构。模拟结果还发现,无论过滤条件如何变化,无量纲单纤维捕集效率随捕集粒子数呈近似线性增加关系。     

颗粒层非稳态过滤捕集效率的研究

为计算颗粒层非稳态过滤效率，通过改进经典过滤理论模型，考虑颗粒在过滤介质中的沉积，理论推导得出非稳态过滤效率的计算公式，而经典颗粒层过滤效率计算公式仅为此计算公式的特例。因为理论计算公式是隐函数，不便于工程实际应用，所以，在常温条件下，对非稳态过滤时的过滤时间、过滤风速、过滤层厚度、粉尘浓度和颗粒层滤料均粒径等五个因素进行了正交实验研究。采用多元回归的方法得出各影响因素与过滤效率呈显性关系的效率关联计算公式，其计算结果与实验测试结果基本吻合。     

气溶胶过滤捕集效率的理论研究

本分析了气溶胶过滤理论的研究与发展，推导了稳定过滤过程捕集效率计算模型，并在此基础上，考虑颗粒在纤维表面的沉积，根据质量守恒定律，建立非稳定过滤过程数学模型，通过理论求解，得出非稳定过滤捕集效率理论计算公式。通过相关实验研究对比表明：该模型可描述非稳定过滤过程随时间的变化趋势，为预测捕集效率、延长滤料使用寿命提供理论依据。     

颗粒层过滤技术国内外研究现状及进展

主要对颗粒层过滤除尘的过滤机理以及国内外移动床颗粒过滤器的高温除尘技术情况进行了综述,介绍了颗粒层过滤效率和系统压力降的计算方法,并对今后颗粒层过滤技术的发展提出了一些建议.     

移动式卸料机除尘系统设计及应用

通过对移动式卸料机特性的分析及不同控制方案的比较,确定了卸料机除尘系统设计方案,打破了传统吹吸气流控制粉尘的方式,采用空气幕 排风联合的捕集方式对移动式卸料机进行除尘系统设计及应用,取得了较好的控制效果     

椭圆纤维过滤压降与惯性捕集效率数值分析

采用数值方法求解了描述椭圆截面纤维绕流特征的Navier-Stokes方程,并计算了椭圆纤维对粒子惯性捕集效率及纤维过滤压降.分析讨论了椭圆纤维迎风角度θ、长短轴比ε和填充率C等参数对惯性粒子过滤性能的影响.结果表明,在大迎风角度时,过滤压降随长短轴比增大而增大,而在小迎风角度下,过滤压降则随长短轴比增大而减小;在相同纤维长短轴比条件下,过滤压降均随迎风角增大而增加.粒子惯性捕集效率计算结果则表明,对于中高惯性粒子捕集,大迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维的捕集效率高于圆截面纤维,而对弱惯性粒子,小迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维则表现出较高的捕集效率.在椭圆纤维过滤压降和捕集效率计算基础上,采用纤维过滤质量因子（定义为捕集效率比过滤阻力）评价综合过滤性能.结果表明,对于中高惯性粒子过滤,扁长型椭圆纤维（即为高长短轴比ε）在迎风角约为θ=45°时质量因子总体较高,即具有较优的综合过滤性能;而对弱惯性粒子,则扁长型椭圆纤维长轴平行来流方向（θ=0°）时,总体过滤性能较优.     

粉尘颗粒在单纤维表面沉积的计算机模拟

采用随机模拟方法模拟研究了粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积过程,Kuwabara流场用于计算粉尘颗粒运动的轨迹,模拟中考虑了粉尘颗粒的粒径分布和单纤维在气流作用下的扭曲行为对粉尘颗粒沉积的影响.模拟结果表明.粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积形态与分布特征依赖于Stokes数、粉尘颗粒粒径分布和纤维扭曲程度;模拟获得的粉尘树枝结构与相关文献提供的实验结果相似.     

颗粒层过滤压力损失的实验研究

为减小颗粒层过滤器过滤压力损失及降低运行费用，探寻颗粒层过滤压力损失的变化规律及减低其压力损失的途径，合理地确定清灰周期，通过建立颗粒层实验装置，在稳态过滤及非稳态过滤2种条件下，进行过滤压力损失的单因素及正交实验研究，得出了过滤风速、过滤入口粉尘浓度及过滤时间对颗粒层过滤器压力损失的影响规律。通过回归分析得出了颗粒层过滤器压力损失在稳态过滤及非稳态过滤过程的关联计算式及计算式的适用范围，关联计算式计算结果与相关文献对比结果基本吻合。