径向喷射规整旋流分离器的性能研究.pdf

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1、6FLUIDMACHINERYVo1．40，No．5，2012文章编号：1005—0329(2012)05—0006—04径向喷射规整旋流分离器的性能研究刘根凡，周杰联，刘贤杰，郑展雨(华中科技大学，湖北武汉430074)摘要：径向喷射规整旋流分离器独特的结构设计，可以大大提高固体颗粒在分离区所受到的离心力。通过对新型分离器的除尘性能进行数值模拟和试验验证，结果表明，在压力损失相当的情况下，比传统型旋风除尘器对于平均粒径4txm滑石粉的捕集总效率提高了将近30％，达到93．9％。其最大优势是可以有效提高对超细粉尘

2、的分离效率。关键词：离心力；细小粉尘；性能；数值模拟；试验中图分类号：TK233．4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．05．002PerformanceStudyoftheRadialJetCycloneLIUGen—fan，ZHOUJie—lian，LIUXian-jie，ZHENGChen-yu(SchoolofEnergyandPowerEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan4300

3、74，China)Abstract：AnewcyclonecalledRadialJetCycloneisdesignedwiththespecialstructure，whichgreatlyhelpsenhancingthecentrifugalforceofparticlesinthecycloneseparationzone．Thenumericalsimulationandexperimentalvalidationmethodswasusedtostudythisnewtypeofcyclone．Th

4、eresultsshowthattheRadialJetCycloneeffectivelyimprovetheremovalefficiencyofseparationofPulvisTalcito93．9％．whichis30％comparedwiththeDMcycloneataconsiderablepressureloss．TheaverageparticlesizeofPulvisTalciis4LLm．TheresultsalsoshowthatthegreatestadvantageoftheRa

5、dialJetCycloneistheeffectiveim—provementofcapturingthefineparticles．Keywords：centrifugalforce；finepowder；performance；numericalsimulation；experiment1前言影响传统旋风除尘器分离效率的原因如图1所示。旋风分离器是利用含尘气体旋转时所产生的离心力将粉尘从气流中分离出的干式气固分离装置。目前传统型旋风除尘器普遍对超细粉尘分离效率不高，高效型的旋风除尘器对5m以下粉尘的分离效率

6、也只73％，中效的仅有27％而已⋯。基于华中科技大学刘根凡教授的专利发明即径向喷射与规整旋流分离器(新型分离器)所做的研究。在对新型分离器进行数学建模和理论计算后，主要对此新型结构进行数值模拟计算和试验验证，旨在研究此新型分离器对超细颗粒的分离效率j。图1二次效应2径相喷射规整旋流器技术设计图中4种原因分别为：(1)环形空间的纵向环流(上灰环)；2．1创新点(2)排气管下口附近的短路流；收稿日期：2011—09—282012年第40卷第5期流体机械7(3)气流旋转中心偏离设备几何中心，偏流、采用的是AnsysWo

7、rkbench中DesignModeler不对称流；模块对新型分离器进行几何建模，通过ICEM(4)内旋流不稳定，“摆尾”形成若干个偏心CFD采用六面体网格对旋流器整个计算区域分的纵向环流导致灰斗二次扬尘。为两部分进行网格划分，总计56万个网格单元，目前大部分对旋风除尘器的研究主要是针结果如图3所示。对以上影响其除尘效率的二次效应做出的改进，而新型分离器的创新点主要是从离心力出发，颗粒在离心力的作用下径向向壁面运动，当颗粒接触到壁面就失去惯性力而从气体中分离出来。新型分离器的核心技术是在旋风除尘器中加入结构叶片流

8、道，而叶片流道包括喷射转弯流道部分和螺旋叶片流道部分，喷射转弯流道部分的水平段作用是使颗粒加速冲向壁面，从而减少颗粒到达壁面的径向运动时间和距离；转弯段流道和螺旋段叶片流道的作用改变图3新型旋风分离器网格划分及边界设置不意含尘气体进入新型分离器有效分离区的方向和3．2边界条件设计速度，在有效规整含尘气流流动的同时进一步为了试验对比需要，在模拟新型旋风分离器提高颗粒所受到的