本文關(guān)鍵詞：新型濾筒除塵器性能的全尺度數(shù)值模擬研究

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【摘要】：濾筒除塵器因具有過濾面積大、壓力損失低、體積小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于細(xì)顆粒物排放控制嚴(yán)格的領(lǐng)域。目前常用的褶式濾筒除塵器的研究主要集中于濾筒褶形、噴吹等因素,未對褶式濾筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改造。針對常規(guī)濾筒除塵器存在的清灰時濾筒下部清灰能量過大而上部清灰能量不足導(dǎo)致的上部清灰不徹底下部易破損等缺點(diǎn),本文提出一種內(nèi)部添加錐體結(jié)構(gòu)的新型濾筒除塵器。本文用Solidworks軟件分別建立了常規(guī)濾筒除塵器和不同結(jié)構(gòu)參數(shù)(錐體高度、錐頂半徑)的新型濾筒除塵器的過濾模型和清灰模型,基于計算流體動力學(xué)(CFD)對其過濾性能和清灰性能進(jìn)行了研究,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。對含有三個濾筒的常規(guī)除塵器和新型濾筒除塵器進(jìn)行了不同入口風(fēng)速的過濾性能的數(shù)值計算,結(jié)果表明常規(guī)濾筒和新型濾筒的綜合流量不均幅值分別為0.14和0.067,說明新型濾筒除塵器內(nèi)部風(fēng)速比常規(guī)濾筒分布均勻。對于新型濾筒除塵器而言,隨著錐體高度和錐頂半徑的增大,濾筒內(nèi)部的壓力分布逐漸變得均勻,壓力損失也逐漸減小。對常規(guī)濾筒除塵器和新型濾筒除塵器的清灰性能進(jìn)行了數(shù)值計算,結(jié)果表明,新型濾筒內(nèi)部的清灰壓力分布較均勻,有利于清灰。對于新型濾筒除塵器而言,隨著噴吹脈沖寬度的增加,濾筒側(cè)壁的壓力峰值越大;隨著噴吹距離的增加,濾筒內(nèi)的氣速分布越來越均勻。此外,隨著錐體高度的增加,清灰壓力也在增大。對不同錐體高度h、錐頂半徑r、脈沖寬度T和噴吹距離X的新型濾筒的側(cè)壁壓力峰值進(jìn)行計算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)上述4個因素對濾筒清灰效果均有影響,影響顯著性為r㧐h㧐T㧐X。隨錐頂半徑r和噴吹距離X的增加,壓力峰值標(biāo)準(zhǔn)差均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢;隨錐體高度h的增加,壓力峰值標(biāo)準(zhǔn)差則呈減小的趨勢;在h㩳400 mm范圍內(nèi),壓力峰值標(biāo)準(zhǔn)差隨T的增加而減小,在400 mm㩳h㩳600mm范圍內(nèi)壓力峰值標(biāo)準(zhǔn)差隨T的增加而增大。通過響應(yīng)曲面法優(yōu)化預(yù)測結(jié)果可知,在所分析參數(shù)范圍內(nèi),噴吹距離為122 mm、脈沖寬度為60 ms、錐體高度為600 mm、錐頂半徑為67 mm時,濾筒側(cè)壁壓力峰值的標(biāo)準(zhǔn)差Y最小,即濾筒側(cè)壁壓力峰值最均勻。
【關(guān)鍵詞】：濾筒 過濾性能 清灰性能 計算流體動力學(xué) 響應(yīng)面法優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X701.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 濾筒除塵器的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 濾筒除塵器的應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 濾筒除塵器過濾性能的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 濾筒除塵器的清灰性能研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究內(nèi)容及研究意義17-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容17
• 1.3.2 研究意義17-18
• 1.4 創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 第二章 新型濾筒除塵器的過濾性能研究19-39
• 2.1 模型的建立19-20
• 2.1.1 幾何模型的簡化19
• 2.1.2 幾何模型的建立19-20
• 2.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件20-22
• 2.2.1 網(wǎng)格劃分20-21
• 2.2.2 邊界條件與初始條件21-22
• 2.3 不同入口風(fēng)速濾筒除塵器流場分布22-31
• 2.3.1 單個濾筒的流場分布22-27
• 2.3.2 三個濾筒的流場分布27-31
• 2.4 不同錐體高度的流場分布31-34
• 2.5 不同錐頂半徑的流場分布34-37
• 2.6 本章小結(jié)37-39
• 第三章 新型濾筒除塵器清灰性能研究39-55
• 3.1 模型建立39-40
• 3.1.1 幾何模型的簡化39
• 3.1.2 幾何模型的建立39-40
• 3.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件40-41
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分40
• 3.2.2 邊界條件與初始條件40-41
• 3.3 不同脈沖寬度的清灰性能研究41-45
• 3.4 不同噴吹距離新型濾筒清灰性能研究45-47
• 3.5 不同錐體高度新型濾筒清灰性能研究47-50
• 3.6 不同錐頂半徑濾筒清灰性能研究50-53
• 3.7 本章小結(jié)53-55
• 第四章 基于響應(yīng)曲面法新型濾筒除塵器的優(yōu)化55-65
• 4.1 響應(yīng)曲面設(shè)計55-58
• 4.1.1 響應(yīng)曲面法55-56
• 4.1.2 響應(yīng)曲面設(shè)計的分類56-58
• 4.1.2.1 中心復(fù)合設(shè)計（CCD）56-57
• 4.1.2.2 Box-Behnken設(shè)計（BBD）57-58
• 4.1.3 設(shè)計、分析軟件Minitab簡介58
• 4.2 模型的建立58-60
• 4.2.1 幾何模型的建立58-59
• 4.2.2 因素與響應(yīng)59-60
• 4.3 計算結(jié)果與分析60-64
• 4.3.1 模型的方差分析60-62
• 4.3.2 錐體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件對清灰效果的影響62-63
• 4.3.3 優(yōu)化預(yù)測結(jié)果63-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 第五章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士期間主要成果72-73
• 致謝73

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本文編號：937571