隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展和汽車尾氣排放的日益增加,霧霾的爆發(fā)日益頻繁,空氣污染與霧霾問題得到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。霧霾中的成分較為復(fù)雜,主要有害物質(zhì)為可吸入顆粒和碳氮氧化物。雙入口直切式旋風(fēng)分離器作為除去大氣中顆粒物的裝置,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、除塵效率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn),可通過在電動(dòng)汽車上搭載而作為一種除去大氣中細(xì)微顆粒物的新型移動(dòng)式電動(dòng)除霾車。為此,本文以電動(dòng)除霾車載雙入口直切式旋風(fēng)分離器為研究對(duì)象,通過對(duì)不同結(jié)構(gòu)以及數(shù)值計(jì)算方法的對(duì)比,對(duì)電動(dòng)除霾車載分離器的流場(chǎng)特性進(jìn)行了分析,基于初始模型對(duì)該分離器的分離特性進(jìn)行仿真分析,并采用正交實(shí)驗(yàn)法針對(duì)初始模型的分離特性進(jìn)行優(yōu)化。論文主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)對(duì)不同入口數(shù)量的分離器分別進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,得到不同入口數(shù)量下分離器內(nèi)部的流場(chǎng)特性,并通過對(duì)不同數(shù)值計(jì)算方法的對(duì)比分析得到雙入口分離器較優(yōu)的數(shù)值模擬方法。(2)設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)尺寸符合使用電動(dòng)汽車搭載的雙入口旋風(fēng)分離器,并對(duì)模型氣固兩相進(jìn)行了模擬仿真,分析了氣相時(shí)雙入口分離器內(nèi)部的流場(chǎng)特性和湍流結(jié)構(gòu)特性,計(jì)算分析了初始模型氣固兩相時(shí)的分離特性以及壓降特性。(3)利用正交實(shí)驗(yàn)法分析了影響雙入口直切式分離器分離特性的四個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù):排氣管直徑D、排氣管深度S、圓柱筒體長(zhǎng)度H、進(jìn)氣入口寬度B。結(jié)果表明,排氣管深度和進(jìn)氣口寬度對(duì)分離效率的影響最為明顯,為主要因素,排氣管直徑為次要因素,圓柱筒體長(zhǎng)度對(duì)分離特性以及壓降特性的影響均為最小,其他三個(gè)因素對(duì)于壓降特性有較大影響。通過較優(yōu)模型在不同工況下的計(jì)算分析,得出入口速度對(duì)雙入口分離器的分離特性與壓降特性影響均較大,顆粒直徑對(duì)分離器的分離特性影響較大但是對(duì)壓力特性影響不明顯,顆粒濃度對(duì)分離特性以及壓力特性的影響在一定范圍內(nèi)不明顯。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.851
【部分圖文】：

管１?￥??Ｉ?Ｌｙ＾??圖２．３分離器三維模型?圖２．４分離器結(jié)構(gòu)尺寸示意圖??２．３．２分離器模型網(wǎng)格劃分??目前，對(duì)于模型前處理的網(wǎng)格劃分有許多軟件可以選擇，例如：ＩＣＥＭ－ＣＦＤ、??Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ、Ｇａｍｂｉｔ、Ｇｒｉｄｇｅｎ等等。數(shù)值模擬的前處理中，網(wǎng)格劃分是重要的－??步。網(wǎng)格質(zhì)量的好壞對(duì)于數(shù)值模擬的精確度、收斂速度，甚至是否收斂都有著較??大的影響。旋風(fēng)分離器的網(wǎng)格劃分如圖２．５所示。??圖２．５雙入口旋風(fēng)分離器網(wǎng)格劃分??通常在這些網(wǎng)格劃分軟件中都會(huì)提供結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格兩種不同的??網(wǎng)格劃分方式。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中只存在四邊形和六面體。采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分時(shí)生??成網(wǎng)格的速度快，且生成的網(wǎng)格不會(huì)有歪斜度過大的網(wǎng)格，網(wǎng)格質(zhì)量較好，計(jì)算??精度和計(jì)算效率也會(huì)高一些。如果模型較為規(guī)整，可以優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。結(jié)??構(gòu)化網(wǎng)格在結(jié)構(gòu)規(guī)整的流體領(lǐng)域有著較好的表現(xiàn)。當(dāng)模型的機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，形狀??不規(guī)整時(shí)，采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分就尤法在模型的某些部位進(jìn)行平順的過度，從而??導(dǎo)致在該部位的網(wǎng)格較密

管１?￥??Ｉ?Ｌｙ＾??圖２．３分離器三維模型?圖２．４分離器結(jié)構(gòu)尺寸示意圖??２．３．２分離器模型網(wǎng)格劃分??目前，對(duì)于模型前處理的網(wǎng)格劃分有許多軟件可以選擇，例如：ＩＣＥＭ－ＣＦＤ、??Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ、Ｇａｍｂｉｔ、Ｇｒｉｄｇｅｎ等等。數(shù)值模擬的前處理中，網(wǎng)格劃分是重要的－??步。網(wǎng)格質(zhì)量的好壞對(duì)于數(shù)值模擬的精確度、收斂速度，甚至是否收斂都有著較??大的影響。旋風(fēng)分離器的網(wǎng)格劃分如圖２．５所示。??圖２．５雙入口旋風(fēng)分離器網(wǎng)格劃分??通常在這些網(wǎng)格劃分軟件中都會(huì)提供結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格兩種不同的??網(wǎng)格劃分方式。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格中只存在四邊形和六面體。采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分時(shí)生??成網(wǎng)格的速度快，且生成的網(wǎng)格不會(huì)有歪斜度過大的網(wǎng)格，網(wǎng)格質(zhì)量較好，計(jì)算??精度和計(jì)算效率也會(huì)高一些。如果模型較為規(guī)整，可以優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。結(jié)??構(gòu)化網(wǎng)格在結(jié)構(gòu)規(guī)整的流體領(lǐng)域有著較好的表現(xiàn)。當(dāng)模型的機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，形狀??不規(guī)整時(shí)，采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分就尤法在模型的某些部位進(jìn)行平順的過度，從而??導(dǎo)致在該部位的網(wǎng)格較密

在網(wǎng)格獨(dú)立性方面，分別�。保叮玻玻福怠ⅲ玻常福担叮�、３２９２１５、３８２７０５和５０３６８５五??種不同數(shù)量的Ｈ格，在入口速度為７．５ｍ／ｓ、９?ｍ／ｓ、Ｈ?ｍ／ｓ、１３?ｍ／ｓ和１５ｍ／ｓ下均??采用ＲＳＭ湍流模型，進(jìn)行分析并得到如圖２．６所示。從圖２．６中可以看出在前三??種Ｎ格分離效率出現(xiàn)較小的變化。從網(wǎng)格數(shù)量為３２９２１５后面變化不大，可以認(rèn)為??３２９２１５已達(dá)到Ｈ格無關(guān)，故取網(wǎng)格數(shù)量為３８２７０５。??２．３．３氣相邊界條件設(shè)置??本文采用ＦＬＵＥＮＴ軟件對(duì)雙入口旋風(fēng)分離器在自然狀態(tài)下的氣相進(jìn)行數(shù)值??模擬。數(shù)值模擬的邊界條件設(shè)置如下：??（１）進(jìn)出口邊界的設(shè)置??入口邊界設(shè)置為速度入口，入口流體設(shè)置為空氣（其速度為３０ｍ／ｓ），出口邊界??２０??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 史俊杰;傾明;王宇飛;馬婭;馬麗娜;;我國(guó)霧霾天氣的成因[J];廣東化工;2015年18期

2 韓國(guó)林;李新華;張琳琳;;中國(guó)霧霾的危害與防治[J];時(shí)代農(nóng)機(jī);2015年08期

3 生明亮;原永濤;劉鳳;于海浩;姜全軍;;燃煤鍋爐污染物排放對(duì)霧霾產(chǎn)生的影響以及治理措施[J];山東化工;2015年01期

4 薛婷婷;王振華;梁珍;沈恒根;;“燃煤+煤氣”鍋爐袋式除塵用濾料的試驗(yàn)研究[J];環(huán)境工程;2014年02期

5 費(fèi)傳軍;郭曉蓓;白耀宗;徐濤;;燃煤電廠對(duì)過濾材料的要求及其解決方案[J];電力科技與環(huán)保;2014年01期

6 劉軼;蔣潔;文杰;李昌浩;;脫硝裝置對(duì)袋式除塵器運(yùn)行的影響及其防治措施[J];污染防治技術(shù);2013年05期

7 張華麗;;淺談對(duì)霧霾的認(rèn)識(shí)與控制措施[J];廣州化工;2013年12期

8 陳春俠;;袋式除塵器用濾料的除塵效果分析[J];上海紡織科技;2013年04期

9 劉美玲;姚宇平;王勇;;袋式除塵器濾料過濾性能研究[J];電力科技與環(huán)保;2012年02期

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

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李戈;超細(xì)煤粉再燃機(jī)理及細(xì)粉分離技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 方鑫;袋式除塵器過濾除塵的數(shù)值模擬研究[D];湖南大學(xué);2012年

2 覃輝艷;大氣污染顆粒物PM_(2.5)誘導(dǎo)人支氣管上皮細(xì)胞凋亡及其機(jī)制探討[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2874317