卧式滤筒除尘器结构改进的数值模拟

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随着我国对大气污染物排放政策愈加严格,对超细颗粒物的控制已成为各行业研究的热点。滤筒除尘器作为袋式除尘器的进一步发展,除了对超细颗粒物有极好的过滤效率外,还有着过滤面积大,运行阻力小、结构简单、清灰方便等优点。其中卧式滤筒除尘器适用于场地高度受限场所,但目前研究都偏向于传统的立式滤筒除尘器和滤筒清灰方面,对卧式滤筒除尘器流场研究较少,因此本文以常见的两种进气方式卧式滤筒除尘器为研究对象,对其内部流场进行探究和结构改进,主要的内容如下:对常见的两种不同进气方式卧式滤筒除尘器建立物理模型,采用CFD技术对模型进行仿真模拟,分析了除尘器内的气流分布状态、滤筒表面风速、流量分配均匀性和除尘器压降等。结果表面:两种进风方式均存在流场紊乱情况。在上进风卧式滤筒除尘器中,气流在箱体内射流现象明显,直接冲刷滤筒,速度最大达9.50 m/s,平均风速为7.15m/s,流量分配差值ΔK达48.8%。在侧进风方式中,虽无射流直接冲刷滤筒,但由于涡流存在上层滤筒顶部气流速度达9 m/s,流量分配差值ΔK为37.6%,最大正偏差为21.5%,最大负差偏为-16.1%,综合流量不均幅值Δ(?)14.9%,仍有较大改进空间。在侧进气卧式滤筒除尘器中添加了四种导流板,带有弧度的导流板A、B和直板类型的导流板C、D。得知:(1)气流在四种导流板下的流动状态相似,但直板类型的导流板C、D最上层导流板分流较少,而带有弧度的导流板A、B流量分配比较均匀;(2)气流在导流板A、C、D中,从上至下气流扩散效应不明显,在导流板B中明显;(3)随着气流向除尘器内部运动,导流板B的气流扩散效应范围越来越大;(4)将导流板制成曲面并适当增加导流板数量,可以使气流分流更加明显。最后,进一步对侧进气卧式滤筒除尘器结构进行改进,在导流板B基础上添加了挡板α、挡板β和挡板γ,得出结论:(1)添加挡板α和挡板γ后除尘器内部气流组织有明显的改善,大部分的滤筒表面风速合适,滤筒过滤均匀。但添加了挡板β的除尘器效果较差;(2)分析改进后的除尘器压降发现添加这些导流、阻流装置后并未使除尘器的运行阻力有较大提升,符合高效节能的要求。(3)添加了导流板B和分离式挡板γ的除尘器内部流场分布最为均匀,滤筒间隙风速降至3.40 m/s,滤筒表面风速约为1.13~2.26 m/s,综合流量不均幅值为7.7%,各项指标效果最优。
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