旋風(fēng)分離器作為一種非常重要的微細(xì)顆粒物分離設(shè)備,由于結(jié)構(gòu)簡單適用性強等特點在治理環(huán)境污染、化工、石油等方面都可以看到其身影,因而研究制造出以高分離效率、低壓降損失為目標(biāo)的旋風(fēng)分離器具有重要的應(yīng)用價值。旋風(fēng)分離器內(nèi)部為高雷諾數(shù)的三維湍流,內(nèi)部流場的變化極其復(fù)雜使得其流動規(guī)律沒有被完全掌握,隨著計算流體力學(xué)的高速發(fā)展和普及應(yīng)用,數(shù)值模擬的方法成為當(dāng)前研究的主要手段。首先對四種不同的入口角度的蝸殼式旋風(fēng)分離器進行數(shù)值模擬,通過tecplot后處理軟件分析分離器內(nèi)速度場和壓力場之間的差異,得出隨著入口角度的增加,最大切向速度也有不同程度的增長,且可以有效改善筒體頂部的上灰環(huán)現(xiàn)象和排氣管管端的短路流,綜合分離效率和壓降損失的變化,入口角度在20°至30°之間存在一個較優(yōu)值。其次基于回歸正交試驗的方法,對蝸殼式旋風(fēng)分離器的入口結(jié)構(gòu)尺寸和進氣速度進行聯(lián)合參數(shù)優(yōu)化,數(shù)值仿真模擬分析36組模型,根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得到分離器的分離效率和壓降的預(yù)測模型方程,并對入口高度、入口寬度、入口角度和進氣速度四個參數(shù)變量在固定其中兩個變量時其它兩個參數(shù)對分離效率和壓降損失的關(guān)系進行了對比分析,通過調(diào)用matlab優(yōu)化工具箱以高分離效率和低壓降為目標(biāo)得出了最優(yōu)入口結(jié)構(gòu)參數(shù)和對應(yīng)下的進氣速度�，F(xiàn)有的研究表明,旋風(fēng)分離器在顆粒粒徑較小(小于2um)時分離效率比較低,故在前文得出的優(yōu)化的蝸殼式旋風(fēng)分離器模型的基礎(chǔ)上,在入口前設(shè)計一個水霧荷電團聚腔體,使顆粒在進入分離器前通過與水霧團聚作用增大直徑。分析顆粒物在此裝置中的受力以及用顆粒物在里面的停留時間和運動軌跡,對水霧團聚腔體的設(shè)計,進行了可行性初步分析。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ051.8
【部分圖文】：

下的新聞等自媒體報道中經(jīng)�？梢月牭接嘘P(guān)于霧霾天氣嚴(yán)重影響著人們的日常逡逑出行。在２０１６年中國環(huán)境狀況公報中指出，有８４個城市環(huán)境空氣質(zhì)量達標(biāo)，占逡逑全部城市數(shù)的２４．９％，邋２５４個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)，占７５．１％，從圖１－１可以逡逑看出，輕度污染及以上天數(shù)占到全年的２１．１％，說明我國飽受霧霾和其它環(huán)境污逡逑染問題的困擾，成為急需解決的問題。逡逑３．７０％邐２％＾0６0％逡逑＿中度逡逑圖１－１邋２０１６年３３８城市環(huán)境空氣質(zhì)量級別比例逡逑Ｓｔａｉｒｍａｎｄ型旋風(fēng)分離器［１］作為重要的微細(xì)顆粒物分離設(shè)備，由于結(jié)構(gòu)簡單逡逑適用性強等特點在治理環(huán)境污染、化工、石油等方面都可以看到其身影。實際上，逡逑經(jīng)過對旋風(fēng)分離器進行優(yōu)化設(shè)計，可以有效做到氣固分離，去除氣體中各種尺寸逡逑的顆粒。正是由于旋風(fēng)分離器在許多領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用價值，對其氣動參數(shù)逡逑和結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計成為近幾年來一個研宄的熱點方向。逡逑近２０多年來，隨著現(xiàn)代計算流體力學(xué)ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ邋Ｆｌｕｉｄ邋Ｄｙｎａｍｉｃｓ）逡逑學(xué)科的理論研宄越發(fā)成熟

１．２旋風(fēng)分離器概述逡逑１．２．１旋風(fēng)分離器物理結(jié)構(gòu)和工作原理逡逑基本結(jié)構(gòu)如圖１－２所示，主要結(jié)構(gòu)參數(shù)由入口高度ａ、入口寬度ｂ、圓柱體逡逑直徑Ｄ、圓柱體高度Ｈ、排氣管直徑Ｄ／、排氣管插入深度ｈ、圓錐體高度Ｈｅ、逡逑排塵口直徑Ｂ，對于蝸殼式旋風(fēng)分離器還有入口外環(huán)直徑０４：等８個尺寸參數(shù)組逡逑成。逡逑其基本工作原理是：混有固體顆粒的氣體由旋風(fēng)分離器進氣口進入到內(nèi)部分逡逑離空間時，氣體由于環(huán)形筒壁的導(dǎo)向作用，大部分氣流沿分離空間內(nèi)壁呈螺旋形逡逑朝著排塵口運動，通常稱這部分為外旋流。粉塵粒子在切向速度的作用下產(chǎn)生離逡逑心力，甩向圓筒體壁面發(fā)生碰撞，在自身重力和內(nèi)部外旋流的軸向速度的共同作逡逑用下滑落至底部排塵口。在接近排塵口底部附近，由于圓錐體的收縮過流面積減逡逑少，由旋矩不變原理可知，顆粒所受的切向速度也會漸漸增大，導(dǎo)致所受離心力逡逑也不斷加強。同時外旋流在旋轉(zhuǎn)過程中周圍氣壓升高，在圓錐體某橫截面的中心逡逑形成低壓區(qū)

Ｘ逡逑圖１－３邋Ｓ型分級效率曲線圖逡逑圖１－３為Ｓ形分級效率曲線圖。在原理上，如果旋風(fēng)分離器的分離是比較理逡逑想化的，那么分離效率曲線將是一條垂直線。但實際卻并非如此，這里面有很多逡逑４逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王振興;畢榮山;李玉剛;張麗君;鄭世清;劉振東;陳文武;;入口形狀對旋風(fēng)分離器性能的影響[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年03期

2 趙新學(xué);金有海;;排塵口直徑對旋風(fēng)分離器壁面磨損影響的數(shù)值模擬[J];機械工程學(xué)報;2012年06期

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4 劉書賢;孫國剛;付p

本文編號：2823034