【摘要】：大氣污染的最重要影響因素就是總懸浮微粒物的污染,尤其是PM2.5顆粒的污染,它是造成霧霾現(xiàn)象和呼吸道疾病的根源。現(xiàn)有的調(diào)查表明,PM2.5的顆粒排放中,工業(yè)排放的比例達到60%�，F(xiàn)有的靜電除塵器或布袋除塵器可以分離氣體中的PM2.5顆粒,但存在成本太高或者二次污染等問題。傳統(tǒng)的旋風除塵器雖然成本低,但對于PM2.5小粒徑顆粒物的分離效率太低。為了提高旋風分離器對小粒徑顆粒的分離性能,劉根凡教授發(fā)明了一種徑向噴射規(guī)整旋流分離器,利用離心分離的原理,可以分離1微米粒徑的顆粒。本文針對徑向噴射規(guī)整旋流分離器進行理論和實驗研究。在分離效率的理論研究部分,基于連續(xù)性方程計算了徑向噴射規(guī)整旋流分離器各分離空間的速度分布,基于顆粒的受力平衡方程推導了基于“停留時間”的顆粒臨界分離的切割粒徑計算公式,并根據(jù)試驗結(jié)果確定了分級分離效率的理論計算模型。討論了分級分離效率與幾何參數(shù)、體積流量的關(guān)系。在壓力損失的理論研究部分,根據(jù)徑向噴射規(guī)整旋流分離器的結(jié)構(gòu)特點和流場特征,按壓力損失的形成原因分為局部阻力損失和沿程阻力損失兩大類,分三段獨立的流道分別分析其壓力損失。根據(jù)試驗結(jié)果對各段的局部壓降阻力系數(shù)進行確定,得到分段的壓降計算公式和得到總壓降計算公式。在實驗研究部分,根據(jù)前人的經(jīng)驗數(shù)據(jù)加工3種不同筒體直徑的樣機進行了壓降和分離效率的測試�；谠囼灲Y(jié)果對入口形式進行改進,入口壓降減小了30%。改進入口尺寸之后,對模型的筒體直徑進行了1.2和0.8倍尺寸縮放,用滑石粉顆粒分別對樣機進行了壓降和分離效率測試。實驗研究了一組體積流量和筒體直徑對各部分壓降影響,對比了壓降的理論計算結(jié)果和試驗結(jié)果誤差。采用滑石粉顆粒對分離效率進行了測試,通過稱重加入滑石粉的重量和逃逸滑石粉的重量,計算總分離效率；通過對加入滑石粉和布袋收集的逃逸的滑石粉的粒徑分析結(jié)果,計算切割粒徑和分離效率。從試驗結(jié)果可以看出,對不同幾何尺寸的分離器的分離效率存在一個體積流量的最佳值。為了深入研究最佳體積流量的影響機理,采用Fluent軟件對這種新型結(jié)構(gòu)形式的流場進行數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果驗證了小顆粒分離效率高的原因是由于顆粒一進入分離空間就獲得較大的徑向加速度,以較高的徑向速度向分離器壁面運動,同時向底部運動,有利于細小顆粒的收集,這是本結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點。體積流量對不同筒體直徑的分離器切向速度和軸向速度分布影響也不同,主要是由于不同幾何尺寸導致軸向速度分布變化,進而引起切向速度分布和分離效率的變化。模擬結(jié)果表明：對于D=140mm筒體直徑,最佳體積流量在42m3/h,模擬結(jié)果與試驗結(jié)果一致。
【圖文】：

將旋風分離器的分離理論模型分為＂平衡軌道模型’’、‘俾留時間’模型＂和＂混逡逑合’模型。逡逑平衡軌道模型口ｌ（Ｂａｒｔｈ，１Ｍ６年最早提出），，也稱之為‘飾分模型氣圖１．３所示），逡逑其原理：假設(shè)沿旋風除塵器的升氣管向下存在一個圓柱ＣＳ面，在徑向方向上，ＣＳ逡逑面上的顆粒（直徑為ｄ）受到的離也力和阻力滿足動力學平衡方程。由于離也力與逡逑，，邋邐邐逡逑

根據(jù)穩(wěn)定流動狀態(tài)的動量巧平巧分析旋轉(zhuǎn)流場的切向流動，但忽略n

本文編號：2561139