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。     

侧进气卧式滤筒除尘器结构改进的数值模拟

采用数值模拟方法研究了常规的侧进气卧式滤筒除尘器(A)内部流场紊乱情况。为优化除尘器气流组织,添加了导流板与3种在y方向投影面积相同的不同类型挡板。其中,挡板α为矩形,挡板β夹角呈140°,挡板γ夹角呈140°且为分离式,分别对应除尘器(B)、除尘器(C)、除尘器(D)。数值模拟结果表明：在优化后的除尘器中,入口风速为10 m·s⁻¹的情况下,安装分离式挡板γ的除尘器(D)内部气流组织最均匀,压降损失最小,滤筒间隙风速降至3.40 m·s⁻¹,滤筒表面风速约为1.13~2.26 m·s⁻¹,综合流量不均幅值为7.7%。本模拟研究结果可为卧式滤筒除尘器的结构优化提供参考。     

数值模拟滤筒中负载尘饼对脉冲喷吹清灰效果的影响

脉冲喷吹清灰进行滤筒的再生是实现除尘器稳定、高效、长期运行的必要环节,对滤筒脉喷清灰性能的研究具有重要意义。目前,对脉喷过程的数值模拟普遍基于干净的滤筒,负载尘饼对喷吹过程的影响尚考虑不足。以滤筒除尘器装置为研究对象,考察滤筒负载尘饼对脉冲喷吹性能的影响,建立了脉冲喷吹的CFD数值模型用其对清灰流场进行模拟,并进行了实验验证。结果表明：脉冲喷吹压力在滤筒内自下而上蓄积,滤筒尘饼负载量越多,则滤筒内部蓄积的压力越大、喷吹强度越高、均匀性越好、穿过滤筒的喷吹气流越少;与固定尘饼负载量(喷吹过程尘饼不剥离)相比,考虑尘饼剥离的情形下脉喷后期的气流出现了明显上升;尘饼剥离条件下的脉喷性能介于尘饼负载固定与干净滤筒二者之间,且相对接近于尘饼负载固定的情形。以上结果可为脉喷清灰除尘器的设计提供参考。     

上部开口诱导引流装置对卧式长滤筒清灰性能的影响

采用仿真模拟及喷吹实验,研究采用卧式长滤筒的脉冲滤筒除尘器的清灰性能。由于卧式长滤筒在截面形状、放置方式和筒身长度上与传统滤筒有明显区别,使得其清灰方式需要进一步优化。探究诱导引流装置的上部开口尺寸对卧式长滤筒清灰性能的影响发现,随着上部开口口径增大,压力均值逐渐增大,压力分布均匀性有所降低。综合清灰性能指标评价得出,D₁₆型上部开口引流装置在0.4 MPa,175 mm的喷吹参数下可实现卧式长滤筒的高效清灰。本研究结果可为卧式长滤筒清灰性能的优化提供参考。     

扩散喷嘴改善金锥滤筒脉喷清灰性能的数值模拟

以滤筒除尘器为研究对象,考察了扩散喷嘴和金锥滤筒组合条件下的脉冲喷吹清灰性能,通过构建CFD数值模型对喷吹性能进行了模拟。结果表明：金锥滤筒比普通滤筒内蓄积的压力更大,在喷吹距离250 mm时普通喷嘴条件下金锥滤筒内的喷吹强度是普通滤筒的1.42倍,而扩散喷嘴条件下则为1.66倍;与普通喷嘴相比,扩散喷嘴主要通过提高滤筒上部区域的的压力实现喷吹均匀性的改善;扩散喷嘴和金锥滤筒的组合对于提高滤筒上部喷吹压力具有协同作用,特别当金锥伸入扩散喷嘴20~40 mm时,脉喷强度相比普通喷嘴与普通滤筒组合时最大提升了2.3倍。本实验结果可为脉喷清灰滤筒除尘器的优化提供参考。     

开口散射器对滤筒除尘脉冲清灰效果的影响

为了提高滤筒在脉冲喷吹清灰中侧壁压力均匀性,实现滤筒上下部相同的清灰效果,通过采用自行设计的上部开口锥形散射器和环向开口锥形散射器,利用数值模拟方法对滤筒除尘器的脉冲喷吹清灰流场进行了预测分析。结果表明,采用上部开口的散射器相比于未采用前的清灰方法,能够使滤筒的上下部侧壁压力分布更均匀;但是随着散射器上部开口的增大,诱导气量增加,滤筒侧壁压力分布反而趋向不均匀化;在文中所研究的尺寸范围内,散射器上部开口直径为22.5 mm时,滤筒上下部的清灰效果较好。     

脉冲喷吹2000mm长滤筒的清灰性能

为探究2 000 mm长滤筒滤筒在脉冲清灰时,不同喷吹条件(喷吹孔径、喷吹距离)对滤筒清灰性能的影响及沿长滤筒长度方向上侧壁压力峰值分布规律,设计脉冲喷吹实验,测定Φ147 mm×2 000 mm(覆PTFE膜)长滤筒在不同喷吹条件下的侧壁压力峰值.实验结果表明,2 000 mm长滤筒的最佳喷吹孔径为15 mm,最佳喷吹距离为240 mm,在0.5 MPa条件下,沿滤筒长度方向上各测点的侧壁压力峰值分别为P0 1 084、P1 1 898、P2 1 276、P3 1 556、P4 1 302和P5 3 258.并得出最佳喷吹距离随着喷吹孔径的减小而逐渐增大,以及沿长滤筒长度方向上侧壁压力峰值分布呈现先增加再减小再增加的分布规律.研究成果旨在为长滤筒过滤系统优化设计及滤筒除尘器代替滤袋除尘器的应用上提供指导.     

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。     

文丘里喷嘴改进金锥滤筒脉喷清灰性能的数值模拟

针对除尘滤筒脉冲反吹清灰均匀性差、强度不足的缺点,构建了脉冲喷吹滤筒除尘器CFD数值模型,考察了文丘里喷嘴和金锥滤筒组合条件下的清灰性能。结果表明,无论是文丘里喷嘴还是金锥滤筒的使用或二者组合使用,滤筒内喷吹压力均为底部大而上部小;文丘里喷嘴和金锥滤筒可单独或组合式优化喷吹性能;在喷吹高度为150~550 mm时,喷吹强度和均匀性整体上随喷吹高度的增大而逐渐增强,当喷吹高度为350 mm时,文丘里喷嘴和金锥滤筒组合使用的优化效果最佳,喷吹强度和均匀性分别提高了1.72和1.96倍。本研究结果可为脉喷清灰滤筒除尘器的优化提供参考。     

诱导喷嘴改进滤筒清灰效果的数值模拟

采用计算流体动力学数值模拟方法,对规格为325 mm×660 mm滤筒在采用高效诱导喷嘴(超音速引流喷嘴和气流散射器)喷吹时的内部流场进行研究。通过分析喷吹气流在滤筒内的压力分布云图和喷嘴处的速度分布图,得出模拟结果与脉冲喷吹实验结果基本一致,验证了数值模拟的可靠性和实验的准确性。进而从微观上分析得出采用诱导喷嘴可使气流更加稳定的进入滤筒内部,以此确保滤筒长度方向上内壁清灰压力的均匀性,对滤筒清灰效果有明显的改善作用,为解决滤筒的清灰问题提供了一定的指导。     

脉冲喷吹大风量滤筒除尘器的清灰变化过程研究

褶皱比高、过滤面积大的大风量滤筒除尘器存在不完全清灰的随机性更大,因为脉冲清灰过程中脉冲气流在滤筒内的流场分布不均引起滤筒侧壁压力的不均匀分布。主要通过检验大风量滤筒(325×1 000 mm)侧壁压力峰值变化过程和探寻引起侧壁压力峰值分布的气流动态变化过程。实验结果表明,冷态实验时,有诱导喷嘴时,滤筒侧壁压力峰值呈现从上到下减小的趋势,滤筒侧壁压力变化过程与滤筒上粉尘剥落的过程相一致;动态实验时,随着过滤风速增大,滤筒侧壁压力峰值出现增大的现象,因为脉冲气流受到系统过滤气流的影响,脉冲气流在轴向的速度降低的要缓慢一些,动压转化为静压的速度要缓慢一些,出现滤筒650 mm位置侧壁压力峰值明显增大,而在滤筒850 mm位置侧壁压力峰值并未增大,将动态实验用于实际现场,结果表明,长时间运行滤筒底部出现清灰效果差的现象。     

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.     

脉冲喷吹流动对带双拉瓦尔喷嘴滤筒除尘特性的影响

针对长滤筒顶端脉冲喷吹清灰难的行业共性问题,通过不同喷嘴脉冲喷吹气体动力学特性的对比模拟,研究了脉冲喷吹气体动力学特性对带双拉瓦尔喷嘴滤筒除尘特性的影响.研究结果表明:双拉瓦尔喷嘴脉冲喷吹清灰效果受控于滤筒表面所形成的周期交变脉冲峰值压力、脉冲峰值压力作用时间和滤筒边界变形的反向加速度,并与3者均呈正相关关系.带单拉瓦...     

数值模拟滤袋长度对除尘器流场及粉尘沉降的影响

利用数值模拟方法,探究袋式除尘器中圆筒滤袋改为褶皱滤袋后,滤袋长度变化对除尘器内部流场及粉尘在灰斗中沉降的影响。结果表明：圆筒滤袋改为褶皱滤袋可显著降低系统阻力,有利于系统节能;下进风式除尘器箱体中,滤袋越短除尘器内部的气流分布越不均匀,气流易在除尘器箱体空间及灰斗中产生涡旋,除尘器内部远离进风口一侧的滤袋会承担更多风量并受到高速气流冲击;在袋长(L)分别为3、4、5、6 m的除尘器内,粉尘在灰斗中沉降率(η) 为η(L=5 m)>η(L=4 m)>η(L=3 m)＞η(L=6 m)。这表明袋底距入口太近不利于粉尘沉降,粉尘直接运动至滤袋,反而会增加滤袋的过滤负担,故滤袋长度L=5 m时粉尘在灰斗中的沉降率最佳。然而,进一步降低滤袋长度不能提高粉尘的沉降率,滤袋渗透率越大,除尘器内部流场速度分布越均匀,粉尘更易沉降至灰斗。本研究结果可为下进风袋式除尘器的袋长设计提供参考。     

脉冲喷吹扁式方框滤筒除尘器的清灰性能

为探究新型扁式方框滤筒的清灰性能,在自建的脉冲喷吹实验台上,测得不同电磁阀、开孔型号、喷吹距离、喷吹压力下的侧壁压力峰值大小及其分布规律。通过进一步工业附粉,监测除尘器的阻力和清灰后的粉尘残余量,验证找到扁式方框滤筒的最佳喷吹清灰参数组合。结果表明：扁式方框滤筒的最佳开孔型号是7个7 mm孔,喷吹距离为20 mm;对于玉米秸秆粉尘,当过滤风速低于0.6 m·min-1时,在1寸阀、0.2 MPa喷吹压力下可满足对其基本淸灰需求,且风速越小,清灰后的粉尘残余量越少,阻力也越小,低于150 Pa。另外,脉冲清灰过后,未被清除下来的粉尘多集中于扁滤筒的上部且是未正对喷吹孔的位置,如何进一步改善有待之后研究。     

下进风内滤式袋式除尘器流场的模拟与优化

为优化袋式除尘器内部流场、提高除尘效率,以实验室规模的下进风内滤式袋式除尘器为原型,利用计算流体动力学(CFD)技术模拟其内流场并进行优化(将进口管改为渐扩型进口管、进口处增设多孔板、滤袋进口处增设3块导流挡板),再现颗粒相运动轨迹,采用均方根值法及流量分配系数法对流场均匀性校验。结果显示:优化后进口射流和灰斗处的涡流消失,内部流场均匀性得到改善,其均方根为0.095,颗粒相在滤袋中分布均匀。     

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。     

无动力除尘器尺寸的数值模拟

为考察无动力除尘器不同尺寸结构的除尘效果,建立粉尘和空气耦合下的数学理论模型。采用Gambit软件构造无动力除尘器的实体结构,将自定义的UDF函数导入到Fluent软件中进行数值模拟,并应用了静压差计算不同除尘器尺寸结构下的含尘气体回流效果。数值模拟结果表明,当无动力除尘器回流管直径为600 mm,向下倾斜为10°,以及落料管入口高度距回流管口为1 150 mm时,无动力除尘器内含尘气体回流效果显著。     

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。     

新型错位板对静电除尘器流场影响的数值模拟

为降低现有除尘器的改造成本,提高微细粉尘的收集效率,在现有除尘器的基础上,对阳极板排布方式进行调整,设计错位排布方式,最大化地利用原有除尘器的资源,以最小的改造成本,达到较满意的除尘效果。利用目前应用广泛的FLUENT仿真软件进行数值模拟,观察分析了其电势分布和气流分布。数值模拟结果表明：当主流风速小于0.5 m·s⁻¹时,离子风对流场的影响较大;当主流风速达到0.8 m·s⁻¹以上,主流风成为影响空间流场分布的主要因素,离子风的影响被削弱,但此时的离子风团仍会促进气流流入错位极板背部达到收集目的。错位板间隙设计可以削弱离子风对阳极板的冲刷作用,证明了错位板排布有利于改善离子风对粉尘收集的负面影响,有效提高对微细粉尘的收集效率。数值模拟的结果对静电除尘器的设计与改进有一定的参考意义。