新型旋风_布袋组合式除尘器的除尘机理及数值模拟.pdf

《新型旋风_布袋组合式除尘器的除尘机理及数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、硫磷设计与粉体工程·30·SP＆BMHRELATEDENGINEERING2012年第1期新型旋风—布袋组合式除尘器的除尘机理及数值模拟李志华，焦雷，李州(青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061)摘要:介绍了旋风—布袋组合式除尘器的结构及除尘机理，建立了数值模型并进行了模拟。认为旋风—布袋组合式除尘器有利于简化除尘结构、节省占地空间、延长滤袋使用寿命、提高除尘效率，利用数值模拟可以指导并优化旋风—布袋组合式除尘器的设计。关键词:旋风除尘+袋式除尘;工作原理;数值模拟;除尘效率中图分类号:TQ051.801.9文献标识码:B文

2、章编号:1009－1904(2012)01－0030－041概述除尘器是从含尘气流中将粉尘分离出来并加以捕集的装置，是除尘系统的主要设备。旋风除尘器［1］内部没有活动部件，它借助于含尘气流的离心力将固体粒子从气流中分离出来，是工业中应用较为广泛的除尘设备之一，经常应用于多级除尘系统的一级除尘。袋式除尘器利用有机纤维或无机纤维作为滤袋将气体中的粉尘过滤出来，尤其对小颗粒粉尘的净化比较有优势，适合作为除尘系统的二级除尘设备。笔者把旋风除尘和布袋除尘两个除尘单元图1旋风—布袋组合式除尘器结构示意整合到一起，称之为旋风—布袋组合式除尘器。旋

3、风—布袋组合式除尘器既简化了除尘系统，节省了安装空间，又提高了除尘效率。3数值模拟2结构及工作原理3.1模型建立除尘器进口处的流场取含尘气体进口管径d=旋风—布袋组合式除尘器由旋风除尘单元和袋0.14m，进口风速为u=12m/s，室温为20℃，此时式除尘单元组成，如图1所示。旋风除尘单元包括:－6空气的动力黏度μg=17.9×10Pa·s，ρg=1.205进风口、外旋体、内旋体、排灰阀等。袋式除尘单元3kg/m，除尘器内部流场的雷诺数包括:出风口、气包、电磁脉冲阀、脉冲控制仪、花纹板、箱体、滤袋、骨架等。袋式除尘单元和旋风除尘Re=

4、ρgud/μg－6单元上下直联。含尘气体首先通过进风口进入旋风=1.205×12×0.14/(17.9×10)除尘单元进行一级除尘后，除掉粗颗粒粉尘，然后进=113095＞12000入袋式除尘单元进行二级除尘，通过滤袋的过滤进根据计算结果可知，除尘器进口处的流场为湍一步把较细粉尘从气体中除去，干净的气体从出风流状态。对除尘器内部的气固两相流的模拟，以口排出。这样，使用一台除尘设备，实现了通常需要RSM模型最能反映湍流各向异性的特点而广泛运［2］两台除尘设备和管路才能达到的效果。用到数值模拟中，并取得了与实际相符的结果。2012年第1

5、期李志华，等.新型旋风—布袋组合式除尘器的除尘机理及数值模拟·31·旋风—布袋组合式除尘器内具有三维强旋流，且具体底部直径200mm;进风口直径140mm;出风口在有明显的各向异性的湍流特点，整个流动可看成定净气室，宽400mm，高160mm;沿径向设置19个滤常不可压缩流动，据此在流体力学软件FLUENT中袋，滤袋规格为130mm×1200mm。选用RSM模型进行模拟计算。控制方程如下:利用FLUENT中的Gambit功能模块的网格划连续性方程分方法为除尘器建立模型并生成网格，见图2。divV=0动量方程:u1p+div(u

6、V)=－+vdiv(gradu)－tρx2u'u'v'u'w'［++］xyzv1p+div(vV)=－+vdiv(gradv)－tρy2u'v'v'v'w'［++］xyzw1p+div(wV)=－+vdiv(gradw)－图2除尘器模型和网格划分tρz2u'w'v'w'w'［++］xyz3.3边界条件和初始条件式中，V为速度矢量，m/s;u、v、w分别表示速度矢量除尘器模型的进口选择速度边界条件，出口选在x、y、z方向分量的平均值，m/s;u'、v'、w'分别表示择出流边界条件

7、。该模型模拟布袋过滤，可以利用x、y、z方向的速度脉动值，m/s。布袋这种有限厚度的薄膜性质，选用多孔跳跃边界［4］－1/8湍动能k方程与耗散率ε方程:条件。湍流强度I=0.16Re。除尘器模型模拟计算的输入边界条件值如下:(ρk)(ρkui)ujk1+=［(μ+)］+pij－ρε进口直径0.14mtxixjσkxj2速度12m/s(ρε)(ρεui)μtε+=［(μ+)］+txixjσεxj湍流强度4%21ε滤袋的孔介质阶跃C1εpij－C2ερ2k52面渗透性1×10m322式中，ρ为流体密度，k

8、g/m;k为湍动能，m/s;μ为多孔介质厚度3mm2－1动力黏度，Pa·s;μt为湍流黏度，μt=ρCuk/ε，Pa·s;压力阶跃系数0m233.4模拟结果及分析pij是剪应力产生项，1;ε为湍流耗散率，m/s;Cu、C1ε、C2ε为