在冶金、钢铁、建材、火电、化工、交通等行业的生产过程中,产生了大量的颗粒粉尘污染物,如果直接排放到大气中,会造成空气污染并危害人体健康。过滤式除尘对颗粒粉尘过滤高效,除尘效果优异,是目前重要的除尘技术。但传统过滤式除尘清灰存在上部压力不足,底部压力过度的问题,导致滤料上部粉尘难以清除,下部滤料冲击过大,容易破损的问题。因此,对过滤式除尘方式的清灰技术研究,具有重要的工程实用意义。本研究通过自制脉冲喷吹实验台,选用φ325×1000mm的滤筒,采用上部开口散射器,在滤筒无粉尘工况下,研究引流喷嘴和圆管喷嘴下的清灰特性。结果表明:采用上部开口散射器后,在诱导喷嘴和圆管喷嘴条件下,相比于传统脉冲喷吹(无散射器),两者均提高了滤筒上部的清灰强度,降低了底部清灰强度;同时,高效喷吹距离范围更大,更能适应除尘工况的变化;再者,能在较低的喷吹压力下满足清灰的侧壁压力要求,可以节约脉冲气源能耗;而散射器的锥度存在合理的适用范围,在一定范围内增大,可以有效提升滤筒的清灰强度,增强滤筒的清灰均匀性,在实际工程中,需根据滤料的强度性能选择上部开口散射器的锥度。对比诱导喷嘴和圆管喷嘴试验结果,由于引流喷嘴可通过两侧开孔诱导气流,增大诱导气流量,因此喷嘴出口的脉冲气流速度及流量均不同于普通的圆管喷嘴,导致其清灰效果也不同,在引流喷嘴的条件下,滤筒侧壁的低压区为测点1和测点3、4,而在圆管喷嘴条件下,滤筒的低压区处于2、3测点处。由于圆管喷嘴在脉冲除尘工程中应用广泛,本实验基于圆管喷嘴,对开口散射器开口尺寸、安装位置(安装高度、安装高度H2)也进行了清灰性能单因素的实验研究。基于本实验条件,上部开口散射器的最佳安装高度为200mm;同时散射器下部与滤筒花板的安装高度H2为在滤筒口部位置以下160mm时,清灰效果最佳;对比开口 10、16、22、28mm,最佳开口尺寸为16mm,其滤筒最低侧壁压力达841Pa,清灰强度最高。本文对滤筒测点1、5(分别距离滤筒口 100、900mm)的无量纲侧壁压力峰值M0与清灰参数(喷吹压力P、喷吹距离L、安装高度H2、开口尺寸φ)的无量纲值进行了拟合。拟合关系式分别为:M0=0.3606P00.3216H00.58712.171.0922l0φ00.1272,M0=0.625p0-0.0936h01.1812L0-0.051φ00.3151,其平均相对误差(MRE)分别为 19.17%,12.02%,证明该关系式可较好的用于指导上部开口散射器的优化与改进。同时,搭建了脉冲喷吹流场可视化实验台,对流体流经上部开口散射器的流场可视化。实验表明,上部开口散射器具有分流及扩散的作用,可将脉冲气流分为孔内外流两部分,且随锥度以及开口大小不同分流和扩散作用不同。锥度越大,扩散流场区域越大,脉冲气流在散射器位置的动静压转化量就越大,同时涡也越大,滤筒的清灰均匀性会增强,但锥度过大也会导致脉冲能量的浪费;开口越大,形成的局部流场越小,上部开口散射器无法起到扩散诱导的作用,开口越小,散射器外的影响区域越宽,造成局部流场的涡较大,从而能量耗散增大,不利于清灰,因此应选择适中的开口尺寸进行脉冲喷吹,此时与实验测得开口尺寸16mm清灰效果最佳的规律一致。所以可见,散射器的分流扩散的性能,改善了传统清灰流场分布,从而改变了清灰特性。通过对清灰参数的单因素实验和脉冲流场的可视化实验研究表明,对于传统脉冲喷吹,脉冲流体由喷嘴射流出来,较多的作用于滤筒的下部,使上部清灰能力不足,下部清灰能力过大,清灰效果不佳,上部开口散射器由于对射流流体的分流及扩散作用,使滤筒顶部清灰强度增强,底部清灰强度降低,从而增强滤筒的清灰效果,对滤筒的清灰问题的改进具有指导意义。