旋風(fēng)分離器放大效應(yīng)顯著,是影響其分離效率和壓降的重要因素。利用ANSYS軟件,對(duì)經(jīng)過(guò)幾何相似放大的筒體直徑分別為80、150、240、320、450和1 000 mm的α型旋風(fēng)分離器進(jìn)行數(shù)值模擬,氣相采用RSM模型,顆粒相采用DPM模型。結(jié)果表明:旋風(fēng)分離器尺寸按幾何相似放大后,在相同進(jìn)口氣速下,隨著旋風(fēng)分離器筒徑的增大,切向速度、靜壓和湍動(dòng)能均呈增大趨勢(shì);軸向速度分布由倒V形變?yōu)榈筗形,不利于顆粒的分離。顆粒運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬與分離效率試驗(yàn)結(jié)果均表明:α型旋風(fēng)分離器經(jīng)過(guò)幾何相似放大,筒體直徑越大,顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡更加紊亂,分離效率越低;旋風(fēng)分離器放大效應(yīng)對(duì)直徑20μm以上顆粒分離效率的影響不大,對(duì)直徑10μm以下顆粒的分離效率影響顯著。 

【文章來(lái)源】：礦山機(jī)械. 2020,48(06)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

切向速度對(duì)旋風(fēng)分離器分離效率的影響最為關(guān)鍵，一般認(rèn)為切向速度越大，離心力越大，顆粒越容易被分離[14]。圖3所示為y=0截面處不同直徑旋風(fēng)分離器的切向速度分布云圖。由圖3可以看出，切向速度分布整體呈現(xiàn)出較好的軸對(duì)稱(chēng)性；但在錐體部分，中心渦核偏離軸線(xiàn)而左右擺動(dòng)，軸對(duì)稱(chēng)性差，即產(chǎn)生了明顯的“擺尾”現(xiàn)象；當(dāng)筒體直徑超過(guò)240 mm時(shí)，內(nèi)外旋流交界處逐漸產(chǎn)生了局部渦流，且局部渦的大小隨筒體直徑的增大而增大；筒體直徑為1 000mm時(shí)的局部渦最為明顯(見(jiàn)圖3(f))。這些局部渦一方面會(huì)夾帶外旋流內(nèi)顆粒進(jìn)入內(nèi)旋流，另一方面也會(huì)加劇“擺尾”現(xiàn)象，都會(huì)導(dǎo)致分離效率的大幅下降。圖4(a)所示為在z=-0.8 D截面上的切向速度分布。由圖4可以看出，切向速度分布以最大速度點(diǎn)為分界點(diǎn)，內(nèi)旋渦為準(zhǔn)強(qiáng)制渦，外旋渦為準(zhǔn)自由渦，呈現(xiàn)出Rankine組合渦[15]特征，有一定的對(duì)稱(chēng)性。旋風(fēng)分離器筒體直徑由80 mm增加到1 000 mm時(shí)，最大切向速度由36.27 m/s減小到34.56 m/s；且隨著直徑的增大，最大切向速度的相對(duì)位置r/R的值由0.18增大到0.40，表現(xiàn)為內(nèi)部強(qiáng)制渦增大，外部自由渦減小，不利于顆粒的分離。

圖4(a)所示為在z=-0.8 D截面上的切向速度分布。由圖4可以看出，切向速度分布以最大速度點(diǎn)為分界點(diǎn)，內(nèi)旋渦為準(zhǔn)強(qiáng)制渦，外旋渦為準(zhǔn)自由渦，呈現(xiàn)出Rankine組合渦[15]特征，有一定的對(duì)稱(chēng)性。旋風(fēng)分離器筒體直徑由80 mm增加到1 000 mm時(shí)，最大切向速度由36.27 m/s減小到34.56 m/s；且隨著直徑的增大，最大切向速度的相對(duì)位置r/R的值由0.18增大到0.40，表現(xiàn)為內(nèi)部強(qiáng)制渦增大，外部自由渦減小，不利于顆粒的分離。圖4 在進(jìn)口氣速為20 m/s的條件下，不同截面處旋風(fēng)分離器的切向速度分布情況

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]大型CFB鍋爐氣固流動(dòng)若干關(guān)鍵性技術(shù)研究[D]. 陳繼輝.重慶大學(xué) 2008

碩士論文
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本文編號(hào)：3571461