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直通导叶式微型旋流管组除尘器适用于矿井内受限空间粉尘浓度较大的作业场所的初效除尘,具有结构紧凑、无需清灰等特点。目前直通导叶式微型旋流管组相关理论研究较少,其使用条件和内部流场缺乏相关的技术指导。本文围绕直通导叶式微型旋流管组除尘器的上述问题,采用数值模拟和实验对其在不同条件下使用的除尘效率及内部气流分布进行研究,为直通导叶式微型旋流管组除尘器的优化设计提供理论基础。在此基础上,将直通导叶式微型旋流管组除尘器和滤筒结合,进行除尘效率初步试验。采用CFD数值模拟软件及实验相结合的方法,计算了直通导叶式微型旋流管组除尘器内部流场情况,分析了流量和抽气率对粉尘除尘效率的影响。最后,研究了直通导叶式微型旋流管组与滤筒的联合工作特性。数值模拟结果表明,直通导叶式微型旋流管组对粒径在1050μm的粉尘除尘效率为99.9%,对粒径在50200μm的粉尘除尘效率从99.9%逐渐降至85%,且流量小于或等于2000m3/h时,细微颗粒的团聚现象明显。以实验粉尘(d50=10μm)为对象,模拟计算得出直通导叶式微型旋流管组在风量16024165m3/h、抽气率在5%条件下的除尘效率最佳。进一步通过实验研究发现,在风量为1602m3/h、粉尘浓度为2001200mg/m3时:无抽气条件下,直通导叶式微型旋流管组对d50=33μm的较粗颗粒粉尘的除尘效率最佳,对浓度在6001000mg/m3的粉尘的除尘效率相对稳定;抽气条件下,直通导叶式微型旋流管组对d50=10μm的粉尘的除尘效率为7994%,且在粉尘浓度为1000mg/m3、抽气率为5%时除尘效率可达94%;抽气条件下,对于d50=33μm的粉煤灰与d50=48μm的玻璃微珠,直通导叶式微型旋流管组的除尘效率受粉尘浓度影响较小,受抽气影响较大,且除尘效率在抽气率为3%时最佳。当直通导叶式微型旋流管组与滤筒结合使用时,除尘效率达到99.99%,且排放平均浓度符合国家标准,整体组合除尘在不清灰情况下,可持续工作595min,但存在着系统阻力过大,除尘系统联合工作特性仍需进一步优化。