發(fā)布時間：2017-08-22 23:01

  本文關(guān)鍵詞：不同袋長脈沖袋式除塵器流場的數(shù)值模擬及優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 脈沖袋式除塵器 數(shù)值模擬 濾袋長度 流場 氣固兩相流 脈沖噴吹

【摘要】：隨著大氣污染的日益嚴峻,顆粒物的有效去除逐漸成為人們關(guān)注的焦點。作為能夠高效處理工業(yè)顆粒物的袋式除塵器,對其性能提出了更高的要求。之前有學者研究了不同的入口方式、濾袋數(shù)目、導(dǎo)流板的有無等對袋式除塵器的影響,而本文主要采用數(shù)值模擬的方法對不同袋長脈沖袋式除塵器進行相應(yīng)的優(yōu)化研究,主要內(nèi)容如下:首先,以某環(huán)保公司的中試裝置為模型,考察三種不同袋長脈沖袋式除塵器的流場分布。采用CFD(Computational Fluid Dynamics)模擬6m、8m和10m三種袋長脈沖袋式除塵器,依據(jù)流量分配系數(shù)、速度云圖、過濾阻力等分析流場內(nèi)的速度和壓力分布。結(jié)果表明:袋長為10m的脈沖袋式除塵器流量分配系數(shù)更趨近于1.0;相同過濾速度下,速度相對標準偏差的數(shù)值6m8m10m,濾袋長度為10m時速度分布比較均勻;雖然10m的除塵器產(chǎn)生的過濾阻力最大,但在低過濾速度條件下,優(yōu)勢明顯,因此長袋脈沖袋式除塵器適合在較低的過濾速度下運行。其次,模擬研究三種不同袋長脈沖袋式除塵器的氣固兩相流場。采用簡化的歐拉模型-代數(shù)滑移混合模型(Algebraic Slip Mixture Model,ASMM)模擬三種袋長分別為6m、8m和10m的袋式除塵器處理粒徑為1μm、2.5μm、5μm、10μm和20μm顆粒時其內(nèi)的氣固兩相流動。對比分析了不同袋長除塵器內(nèi)壓力云圖、速度云圖、顆粒相體積份額以及壓力損失等,結(jié)果表明:隨著濾袋長度的增加,除塵器內(nèi)部流場的均勻性提高;袋式除塵器對五種不同粒徑顆粒都具有一定的去除能力,濾袋長度為8m時受到的二次揚塵影響較小;濾料及粉塵層厚度為2mm時,袋式除塵器的壓力損失隨著濾袋長度的增加而增加,顆粒粒徑對除塵器壓力損失的影響較小;通過對比袋長為8m時除塵器模擬壓降與實驗結(jié)果,驗證了模擬結(jié)果的可靠性。同時得出除塵器的最優(yōu)袋長為8m。最后,針對單條濾袋模擬分析袋式除塵器的脈沖噴吹過程。脈沖噴吹初期濾袋內(nèi)的氣流速度迅速增大,接近音速,隨著噴吹的結(jié)束,氣流速度又急劇減小;對比分析濾袋長度分別為6m、8m和10m時的濾袋壁面峰值壓力,濾袋越長,袋底的壁面峰值壓力越小,不利于清灰,因此濾袋長度不能過長;隨著噴吹壓力由200k Pa、300k Pa、400k Pa、500k Pa逐漸增大,壁面峰值壓力也逐漸增大,但過大的壓力值也易造成濾袋的破損;除了噴吹時間為40ms時壁面峰值壓力值明顯偏小外,噴吹時間為60ms、100ms和150ms時峰值壓力曲線基本吻合。在本研究條件下,濾袋長度為8m,噴吹壓力為200k Pa,噴吹時間為100ms時為最佳的脈沖噴吹清灰的條件。通過本文的研究,綜合分析得出的各種壓力云圖、速度云圖、折線圖以及柱狀圖等,認為在本研究條件下,濾袋長度為8m時脈沖袋式除塵器的性能比較理想,有利于除塵效率的提高。數(shù)值模擬的結(jié)果為脈沖袋式除塵器的研究提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：脈沖袋式除塵器 數(shù)值模擬 濾袋長度 流場 氣固兩相流 脈沖噴吹
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X701.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 緒論14-27
• 1.1 中國大氣污染現(xiàn)狀14-16
• 1.2 顆粒物污染控制概述16-19
• 1.2.1 大氣顆粒物簡介16-17
• 1.2.2 顆粒捕集理論基礎(chǔ)17-18
• 1.2.3 工業(yè)顆粒物污染控制技術(shù)18-19
• 1.3 袋式除塵器簡介19-21
• 1.3.1 袋式除塵器工作原理19
• 1.3.2 國內(nèi)外袋式除塵器的發(fā)展歷程19-20
• 1.3.3 袋式除塵器運行中存在的問題20-21
• 1.4 計算流體動力學概述21-25
• 1.4.1 CFD的求解過程21-22
• 1.4.2 CFD的三維湍流數(shù)值模擬方法22-23
• 1.4.3 除塵領(lǐng)域CFD常用數(shù)學模型23-24
• 1.4.4 CFD常用軟件Fluent24
• 1.4.5 CFD在袋式除塵器領(lǐng)域的應(yīng)用24-25
• 1.5 課題研究的目的、意義和內(nèi)容25-27
• 1.5.1 研究的目的和意義25-26
• 1.5.2 研究的主要內(nèi)容26-27
• 第2章 濾袋長度對袋式除塵器內(nèi)氣體流場影響的數(shù)值模擬研究27-41
• 2.1 物理模型及網(wǎng)格劃分27-28
• 2.2 控制方程與湍流模型28-29
• 2.3 邊界條件29-30
• 2.4 求解方法與求解控制參數(shù)30
• 2.5 數(shù)值模擬結(jié)果討論與分析30-39
• 2.5.1 流量分布均勻性的模擬分析30-32
• 2.5.2 流場壓力分布的模擬分析32-34
• 2.5.3 流場速度分布的模擬分析34-38
• 2.5.4 過濾阻力模擬分析38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-41
• 第3章 基于ASMM模型對不同袋長袋式除塵器氣固兩相流的模擬研究41-52
• 3.1 多相流模型簡介41
• 3.2 數(shù)學模型及控制方程41-42
• 3.3 數(shù)值計算方法和邊界條件42-43
• 3.4 模擬結(jié)果分析與討論43-51
• 3.4.1 壓力云圖43-44
• 3.4.2 速度云圖44-46
• 3.4.3 顆粒體積份額46-49
• 3.4.4 壓力損失49-50
• 3.4.5 模型驗證50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 不同袋長袋式除塵器脈沖清灰性能研究52-61
• 4.1 袋式除塵器清灰技術(shù)的發(fā)展與分類52-53
• 4.2 袋式除塵器脈沖清灰機理和過程53-54
• 4.2.1 脈沖清灰機理53
• 4.2.2 脈沖清灰過程53-54
• 4.3 影響袋式除塵器噴吹主要參數(shù)54
• 4.4 袋式除塵器脈沖噴吹清灰的CFD方法54-56
• 4.4.1 基本假設(shè)54-55
• 4.4.2 幾何模型與網(wǎng)格生成55
• 4.4.3 計算模型與邊界條件55-56
• 4.5 脈沖噴吹模擬結(jié)果及分析56-59
• 4.5.1 脈沖噴吹袋式除塵器的速度云圖分布56-57
• 4.5.2 濾袋長度對脈沖噴吹效果的影響57
• 4.5.3 噴吹壓力對脈沖噴吹效果的影響57-58
• 4.5.4 噴吹時間對脈沖噴吹效果的影響58-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論與展望61-63
• 結(jié)論61-62
• 展望62-63
• 參考文獻63-69
• 致謝69-70
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況70-71
• 附錄B 研究課題71

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本文編號：721514