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袋式除尘器内气固两相流动的数值模拟及优化研究

金工机械厂发布于2017-04-27   查看次数:次  本文来自:http://www.josephfloyd2.com/hangye/498.html

                                      

         袋式除尘器因为除尘效率高、适应性强、运行安全可靠等特点逐渐成为了现代火力发电厂中的主要除尘设备之一,有着广阔的应用前景。通常烟气在袋式除尘器中的过滤过程涉及到复杂的气固两相流动原理,而且除尘器气室内部的流场分布特性是影响除尘器性能、工作效率及使用寿命的核心问题之一。
  然而目前对除尘器工作过程中一些流动的规律和机理的认识还不够充分,又由于工业生产中的袋式除尘器体积和规模通常比较庞大,很难通过实测的方法对其内部流场进行研究分析和优化调节,所以本文将采用数值模拟为主要研究手段,针对袋式除尘器内部流场在不同运行条件下的变化特性进行了研究分析。研究的内容和结果主要包括以下几个方面:
  (1)在欧拉-拉格朗日框架下,结合气相湍流模型,建立了研究袋式除尘器内部气固两相流的数学模型并进行求解。主要包括:对于连续的气相场采用控制体积法对数学模型的控制方程进行了离散,并用SIMPLE算法对离散方程进行了求解;离散颗粒相采用直接模拟蒙特卡诺法进行计算。由于颗粒相属于稀相,故不考虑气固两相之间耦合。此外还介绍了滤袋的简化处理方法和滤袋多孔介质模型。
  (2)运用所建立的数学模型,采用多孔跳跃边界条件对袋式除尘器内部的流场进行了数值模拟研究,分析了无气流分布板条件下除尘器内部流场存在的问题,在此基础上研究并确立了最优分布板调节方案,为实际袋式除尘器的设计和优化提供了可靠的理论依据。
  (3)运用所建立的数学模型,采用多孔区域边界条件研究了袋式除尘器在实际运行过程中,滤袋阻力特性变化对除尘器内部流场的影响。研究表明:在除尘器运行阻力增加到某一临界阻力之前,其内部流场发生了一定的变化,但是气室内部滤袋区域均无超速现象发生,说明了上述最优分布板调节方案在袋式除尘器实际变阻力运行过程中仍能对其内部的流场起到很好的调节效果。
  (4)运用所建立的数学模型,采用多孔跳跃边界条件研究了滤袋高度变化对除尘器内部流场特性的影响。研究表明:随着滤袋高度的增加,除尘器整个运行阻力有小幅度的下降,两组滤袋的处理风量不均匀性有所增加,此时滤袋对烟气过滤区域的不断增大使得烟气降速更明显、气流分配也更加合理、均匀。
  (5)运用所建立的数学模型,采用多孔跳跃边界条件研究了气流分布板安装位置变化对除尘器内部流场特性的影响。研究表明:分布板安装位置离除尘器入口越近,除尘器总的运行阻力越大,但两组滤袋的处理风量基本保持不变,分布板安装位置不同时,其内部的气流分布存在着不同的变化特性。

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