在袋式除尘器CFD(计算流体动力学,Computational Fluid Dynamics)、CSD(计算结构动力学,Computational Structure Dynamics)仿真研究中,滤袋区域的渗透率是最重要的边界条件之一,已有的仿真研究大多采用洁净滤袋的渗透率,忽略滤饼的影响,这种方法得到的结果是否准确可信尚值得商榷。滤饼是除尘器过滤时形成的,其松散、易碎的结构特性导致难以利用仪器对其渗透率进行直接测量,复杂、不规则的微观孔隙结构使得普通解析方法难以预测其渗透率,而滤饼渗透率求取方法的相关研究较为鲜见,滤袋、滤饼复合多孔介质的渗透率及其对除尘器运行特性的影响一直是袋式除尘器领域研究中亟待解决的问题。为了准确获取袋式除尘器流场数值模拟中滤袋、滤饼复合多孔介质的渗透率,引入覆尘滤袋综合渗透率来描述这类复合多孔介质的渗流特性,提出了一种基于分形理论计算综合渗透率的方法,实现了对综合渗透率求解计算的目的。在此基础上,基于综合渗透率对过滤过程与喷吹过程的仿真分析,研究了滤饼对仿真结果的影响,得到了滤饼对除尘器两大工作过程重要参数的影响特征与规律。本文主要研究内容及成果如下:(1)利用课题组与天津水泥设计院合作研发的袋式除尘器综合物理实验平台完成了滤饼采样,通过扫描电镜实验获取滤饼表面SEM图像,结合图像处理技术分析得出滤饼孔隙结构具有自相似的特点;(2)基于分形理论及改进的毛细管模型,建立了计算滤饼渗透率的分形表达式,结合达西定律可求解覆尘滤袋的综合渗透率。据此计算了四种阻力工况下的滤饼渗透率,并得到不同阻力工况下覆尘滤袋综合渗透率,为后续研究打下基础。(3)为探究滤饼对袋式除尘器过滤过程与喷吹过程的影响,根据本文方法获取的综合渗透率参数,对过滤过程与喷吹过程的评价指标进行仿真分析,结果表明,采用洁净滤袋渗透率与覆尘滤袋综合渗透率的流体仿真结果差别较大。对于过滤过程,采用不同阻力工况下的覆尘滤袋综合渗透率进行过滤过程仿真分析,仿真的滤袋内外压差与实验测量值吻合度较高,表明文中计算综合渗透率的方法准确性;覆尘滤袋综合渗透率对袋底气流上升速度影响不大,但对袋间气流上升速度与过滤速度均有一定影响,且覆尘滤袋的过滤均匀性更好。对于喷吹过程,覆尘滤袋对峰值压力与最大反向加速度影响较大,表现出一定喷吹压力下,滤饼越厚,喷吹时的峰值压力及最大反向加速度越大的规律,表明袋式除尘器在越高的运行阻力下,需要的喷吹压力反而越小。