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1、动能凝聚分离模块雾滴去除性能实验与数值模拟ExperimentalResearchandNumericalSimulationforRemovingDropletsPerformanceofKineticEnergyCondensingSeparationModule学科专业：环境工程研究生：韩金峰指导教师：张书廷教授企业导师：徐维凤高工天津大学环境科学与工程学院二零一五年十二月摘要除雾设备虽然种类繁多，但是使用过程中存在设备体积大、投资高、分离负荷窄、分离粒径大、能耗高、工作不稳定等缺点，这些缺点极
2、大地限制了除雾的应用。因此寻找或开发除雾效率高、性能稳定、分离粒径小、低能耗、适用范围广、易于拆装的除雾器是目前研究的热点。本文对动能凝集分离模块材质、结构以及工作机理等进行分析，发现其作为除雾器具有明显的优势。通过实验研究和数值模拟相结合的方法，对结构参数和工况参数的不同组合条件下动能凝聚分离模块的雾滴去除流场和性能进行了研究，确定了分离模块作为除雾器应用的较佳结构和工况参数。通过研究发现动能凝集分离模块层数在3以上时，雾滴分离粒径可达到5μm以下，除雾效率可达到99%以上，同时压力损失在400Pa
3、以下。与过滤分离器相比，分离模块除雾效率略高同时压力损失更小。相同压力损失下，与折板除雾器相比，分离模块具有更高的除雾效率，但是负荷略低。考虑到工业中雾滴排放要求不断，因此分离模块应用前景更高。通过对比实验结果和二维数值模拟结果发现，两种结果所得除雾效率误差值小于10%，且在临界气速以下时，两种结果所得除雾效率具有相同变化趋势，当气速超过临界气速后，两种结果除雾效率变化趋势有所差异。两种结果所得分离模块压力损失误差值较大，但是变化趋势较为相似。因此在实际应用过程中，可采用二维数值模拟的方法对分离模块性
4、能进行初期研究，从而减少确定设计参数花费的时间。关键词：动能凝聚除雾器数值模拟除雾效率压力损失ABSTRACTAlthoughdemisterarephyleticandvarious,therearealotofshortcomingsintheduringuse,suchasbigvolume,highinvestment,narrowseparationload,largeseparationparticlesize,highenergyconsumptionandunstablework,wh
5、ichgreatlylimitedtheapplication.Therefore,developmentofdemisterswhichhavehighremovalefficiency,stableperformance,smallseparationparticlesize,lowenergyconsumption,wideapplicationrangeandinconvenientinassemblyanddisassembly,attractedresearchattention.This
6、paperanalyzedthematerial,structureandtheworkingmechanismofthekineticenergycondensingseparationmodule(KECSM),theresultsshowedthatKECSMhasoutstandingadvantagesasademister.TheflowfieldandperformanceofdemistingofKECSMunderdifferentstructuralparametersandope
7、ratingparameterswerestudied,andtheoptimumstructuralparametersandoperatingparametersofKECSMwhenitwasusedasdemisterweredeterminedaccordingtoexperimentalresultsandnumericalanalysis.Thestudyshowedthatthedropletsseparationparticlesizecouldbelessthan5microns,
8、thedemistingefficiencycouldreachmorethan99%,andthepressurelossunder400PawhenmoduleboardlayersofKECSMwasmorethan3.ThedemistingefficiencyofKECSMwasslightlyhigherandthepressurelosswaslowerthanthefilterseparator.Underthesamepressurel
