【摘要】：針對傳統(tǒng)柱錐形旋風(fēng)除塵器對細(xì)顆粒分離效率低,能耗高的問題,本文提出了一種球柱形旋風(fēng)除塵器,采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,深入研究了其分離性能,以期達(dá)到減少能量損失和提高除塵效率的目的。首先從顆粒受力情況入手,分析了球柱形旋風(fēng)除塵器內(nèi)顆粒的運(yùn)動情況,發(fā)現(xiàn)顆粒徑向方向速度減小,增加停留時(shí)間;軸向方向上速度增大,螺距增大,提高了顆粒進(jìn)入排塵口的幾率。同時(shí)在下球體中自由渦區(qū)域較大,減小了因氣流尾部擺動造成的顆粒返混,有利于提高分離效率。其次,采用Fluent軟件對柱錐形和球柱形旋風(fēng)除塵器進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明:與柱錐形旋風(fēng)除塵器相比,球柱形旋風(fēng)除塵器的靜壓力較小,有利于減少能量損失;速度減小,增加停留時(shí)間,有利于顆粒分離。對于球柱形旋風(fēng)分離器來說,進(jìn)口速度增大,靜壓力和速度均增大,顆粒的運(yùn)動過程變短,停留時(shí)間減小;柱段高度的增大,靜壓力和切向速度減小,顆粒的運(yùn)動軌跡變長,但螺距在軸向方向上變小;排氣管直徑增大,靜壓力和切向速度先增大后減小,軸向速度顯示回流和滯流現(xiàn)象變嚴(yán)重。另外,顆粒的運(yùn)動軌跡表明,顆粒即使在同一位置處進(jìn)入,其運(yùn)動軌跡也不一樣。小顆粒容易跟隨氣流從排氣管排出;大顆粒因體積和重力較大,被捕集的幾率較大。最后進(jìn)行除塵器性能試驗(yàn),結(jié)果表明:在相同處理量工況下,與柱錐形旋風(fēng)除塵器相比,球柱形旋風(fēng)除塵器壓降減小了 505Pa,下降幅度為38.25%,總分離效率提高了 3.47個(gè)百分點(diǎn),粒徑小于1μm的顆粒分離效率提高了 1.14個(gè)百分點(diǎn),提高了細(xì)顆粒的分離效率,說明球柱形旋風(fēng)除塵器分離效果更好。隨進(jìn)口速度增大,分離效率和壓降均增大;增大柱段高度,分離效率先增大后減小,壓降逐漸減小;排氣管直徑增大,分離效率和壓降逐漸減小,并分別擬合了壓降與進(jìn)口速度和排氣管直徑的關(guān)系式。試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬吻合性較好。通過研究球柱形旋風(fēng)除塵器內(nèi)部流場和顆粒運(yùn)動規(guī)律,揭示固相顆粒分離機(jī)理,對開發(fā)高效節(jié)能的除塵設(shè)備具有重要的指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖１．１旋風(fēng)除塵器示意圖逡逑

圖２－丨基本結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X701.2

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本文編號：2655581