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随着工业的迅速发展,粉尘排放量逐年增加,大气污染问题日益突出。特别是高温细小粉尘的排放对生态环境和人类健康造成严重的危害,对于粒径10微米以下的颗粒一般的除尘器难以达到排放标准的要求。袋式除尘器是一种高效的除尘器,最小可捕集粒径1微米的粉尘,同时收集的粉尘还可回收利用,不会造成二次污染,因此在国内外得到了广泛的应用。
尽管袋式除尘器的除尘效率很高,但在使用过程中仍出现不少问题,如袋室内的滤袋容易磨损或抖动、各袋室的处理风量分配不均匀以及除尘器内死角积灰等。这些问题和袋式除尘器的气流分布有很大关系。袋式除尘器内部是复杂的气固两相流场,仅通过物理模型难以对其流场进行有效分析研究,因此借助流体力学分析软件来模拟内部流场的分布情况,不仅对提高袋式除尘器的性能和延长滤袋的使用寿命有重要意义,而且为进一步改进其结构提供了参考依据。
本文借助GAMBIT软件完成袋式除尘器几何模型的建立,并将划分好的网格模型导入FLUENT软件进行计算。针对袋式除尘器内部流场的特点,本文采用标准湍流模型,压力-速度耦合采用SIMPLE算法,对其气相流场进行数值模拟。结果显示在除尘器进气口处存在明显的射流,对前排滤袋的底部造成较大的冲击,气流在袋室内形成一个大的回流区,局部出现湍流,后端滤袋顶部过滤阻力增大,滤袋容易磨损。为了使气流在进入袋室前尽量分配均匀,本文提出在灰斗内部添加导流板以改善流场,通过对添加不同导流板后的结构进行模拟,分析可知,由于气流得到重新分布,改进结构不同程度上减少了气流对滤袋的冲击,各滤袋的处理风量也更加均匀。较之阶梯型导流板结构和斜向型导流板结构,错位型导流板结构的改进效果最为明显,袋室内的气流分布最均匀,滤袋出口的流量不均幅值也大大降低。