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袋式除尘器过滤除尘的数值模拟研究

金工机械厂发布于2017-05-04   查看次数:次  本文来自:http://www.josephfloyd2.com/hangye/785.html

                             

  我国大气污染中的颗粒物污染比较严重,随着空气质量标准的日益严格,对空气净化设备也提出了更高的要求。袋式除尘器是一种高效的除尘设备。因此,本文针对布袋过滤除尘过程中的相关问题进行数值模拟研究,这对改进袋式除尘装置的相关性能具有重大的意义。
本课题主要研究内容及研究结果:(1)利用AnsysFluent软件对大型袋式除尘装置的内部流场进行数值建模分析,得到除尘器主要截面上气流的速度分布和压力分布数据。通过分析各个滤袋上的通过的气体的流量,比较了不同位置的滤袋内的气流分配规律。将模拟结果与实验测试所得的数据进行比较,两者吻合较好,可以为袋式除尘器气流分布均匀性的优化设计提供依据。
(2)使用格子Boltzmann方法对含尘气体通过布袋滤料纤维的流动进行了数值模拟,采用拉格朗日方法跟踪了颗粒相中每个粒子的位置和速度并进行单向耦合计算.分析了气流通过纤维捕集体过程中的压降的变化规律,结果与达西渗透定律吻合.与此同时,对粒径小于1μm的气溶胶粒子在布袋纤维捕集体上的沉积规律展开了讨论.结果表明,粒径小于0.01μm的粒子的捕集主要受粒子的布朗随机扩散效应的控制;粒径大于0.1μm的粒子则主要依靠纤维滤料的拦截作用而沉积在捕集体表面;而粒径在0.01~0.1μm范围的粒子则具有较低的捕集效率.模拟结果为研究袋式除尘的过滤机理提供了依据。
(3)建立了袋式除尘装置脉冲喷吹清灰的数值模型,选取喷吹压力为0.4MPa,喷吹时间为100ms,喷吹距离为200mm,滤袋直径为150mm,滤袋长度为6000mm的单根滤袋脉冲喷吹条件进行瞬态模拟和计算,湍流模型选取Realizablek-s两方程模型。CFD计算结果给出了不同时刻的滤袋区域内的压力和速度分布情况,并列出了不同位置的压力数值随模拟时间的变化规律以及滤袋侧壁的峰值压力的分布情况。基于流固耦合的思想,将CFD中模拟计算得到的压力数据导入到有限元分析软件AnsysWorkbench中进行瞬态动力学分析,得到滤袋不同位置处的径向加速度值随时间的变化关系。滤袋的加速度值的大小可以作为评价袋式除尘器脉冲喷吹装置的清灰效果的重要指标。

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