本文關鍵詞：直通式下進風袋式除塵器內流場研究及結構優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國已經(jīng)成為了世界上大氣污染最嚴重的國家之一,大氣懸浮顆粒物對人類的健康與農作物生長帶來極大的危害,關系人民福祉。我國的能源結構決定了燃煤電廠在電力行業(yè)中的中堅地位,所帶來煤煙型污染成為了我國大氣污染的主要形式。近年來,國家對顆粒物排放標準的要求日益嚴格,袋式除塵器以其高效的除塵效率逐步成為了燃煤電廠除塵的關鍵設備。顆粒物污染雖然在一定程度上得到了控制,但也暴露出了諸多問題。通過對燃煤電廠袋式除塵器實際使用情況的調研及分析,發(fā)現(xiàn)袋式除塵器內流場的不均勻會增大設備的運行阻力,減少濾袋的使用壽命,嚴重影響袋式除塵器的除塵效率和運行穩(wěn)定。由于袋式除塵器對密封性要求嚴格,且結構復雜,導致使用實驗手段直接測試的難度較大。本文針對袋式除塵器內流場氣流分布不均勻的問題,以某燃煤電廠的直通式下進風袋式除塵器作為研究對象,利用計算流體力學(CFD)軟件Fluent,研究了不同的過濾速度對除塵器內部氣流分布的影響,分析了造成濾袋破損現(xiàn)象出現(xiàn)的原因和濾袋易出現(xiàn)破損的位置,提出合理的過濾速度選取范圍。選取合理的過濾速度,根據(jù)該速度下除塵器內流場氣流分布的不均勻性,提出了對除塵器進風管和灰斗內導流裝置的結構優(yōu)化設計方案,通過大量數(shù)值模擬計算,分析并得到了較為合理的設計方案,可實現(xiàn)直通式下進風袋式除塵器內流場氣流的均勻分布。應用歐拉-拉格朗日離散相模型,分析了不同粒徑的粉塵顆粒在結構優(yōu)化前后模型中的運動規(guī)律,驗證了結構優(yōu)化方案的有效性。模擬計算結果表明,過濾速度嚴重影響著直通式下進風袋式除塵器內部氣流分配的均勻性;隨著過濾速度的增大,進風口處射流作用加劇,氣流對濾袋底部的直接沖刷會造成濾袋的磨損,各濾袋處理的氣流量呈現(xiàn)前端偏小,后端過大的情況;過濾速度在0.5~0.8m/min之間是較為合適的工況條件,但氣流分布仍不均勻;在進風管的結構優(yōu)化中,使用帶導流彎頭可以有效的減弱進風處的射流作用,避免了氣流對濾袋底部的直接沖刷,延長濾袋的使用壽命;在灰斗內添加的三種導流裝置,都可以有效地改善氣流分配的均勻性,其中梯形導流板對系統(tǒng)的運行阻力影響最小,對除塵器內流場的組織最為均勻,且間隙速度是三種模型中較好的,經(jīng)RMS氣流均勻性判定標準計算出σ=0.18950.2,表明氣流分布良好;在相同的過濾速度下,結構優(yōu)化后的模型對粒徑100μm以下的顆粒的捕集效果比未優(yōu)化的模型好,且各濾袋捕集的顆粒量均勻,粒徑150μm左右的顆粒一部分被濾袋下部捕集,一部分沉降于灰斗,300μm的大顆粒受重力作用直接沉降在灰斗中,表明了結構優(yōu)化方案的有效性。本文的研究結論可以改善直通式下進風袋式除塵器內流場的均勻性,為提高除塵效率和延長濾袋使用壽命提供重要的理論依據(jù)。
【關鍵詞】：袋式除塵器 結構優(yōu)化 氣流分布 濾袋 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X773
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究的背景與意義11-13
• 1.2 袋式除塵器簡介13-16
• 1.2.1 袋式除塵器的工作原理13-15
• 1.2.2 袋式除塵器的種類15-16
• 1.3 袋式除塵器研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.2 袋式除塵器的內流場研究17-18
• 1.3.3 袋式除塵器的結構優(yōu)化研究18-19
• 1.4 課題的研究方法與內容19-20
• 1.4.1 研究方法19
• 1.4.2 研究內容19-20
• 1.5 本章小結20-21
• 第二章 袋式除塵器內流場數(shù)值計算理論基礎21-33
• 2.1 Fluent求解器的選擇21
• 2.2 流體運動的基本控制方程21-22
• 2.3 湍流模型的選取22-26
• 2.3.1 Realizable k-ε模型24-25
• 2.3.2 湍流流動的近壁處理25-26
• 2.4 離散相模型26-28
• 2.4.1 DPM模型中顆粒運動方程27-28
• 2.5 多孔介質理論28-32
• 2.5.1 多孔介質模型29
• 2.5.2 多孔介質的動量方程29-30
• 2.5.3 多孔介質模型對湍流的處理30
• 2.5.4 多孔介質的模擬方法30-32
• 2.6 本章小結32-33
• 第三章 袋式除塵器內流場分析33-45
• 3.1 幾何模型33-34
• 3.2 網(wǎng)格劃分34-35
• 3.3 邊界條件35-36
• 3.4 控制參數(shù)36-37
• 3.5 流量分配系數(shù)與氣流分布均勻性評價標準37-38
• 3.5.1 流量分配系數(shù)37
• 3.5.2 氣流均勻性判定標準37-38
• 3.6 氣流速度流線分析38-40
• 3.7 濾袋流量分配分析40-42
• 3.8 濾袋間隙速度分析42-44
• 3.9 本章小結44-45
• 第四章 袋式除塵器結構優(yōu)化研究45-63
• 4.1 進風管結構優(yōu)化45-48
• 4.2 不同進風管結構的仿真研究48-54
• 4.2.1 不同進風管結構的速度場分析48-51
• 4.2.2 不同進風管結構的壓力場分析51-54
• 4.3 三種導流裝置的數(shù)值模擬研究54-61
• 4.3.1 導流裝置的安裝方式54-56
• 4.3.2 不同導流裝置的速度場模擬結果分析56-59
• 4.3.3 不同導流裝置的壓力場模擬結果分析59-61
• 4.4 本章小結61-63
• 第五章 結構優(yōu)化前后模型中顆粒的運動規(guī)律研究63-71
• 5.1 顆粒相粒徑設定63-64
• 5.2 邊界條件64-65
• 5.3 粒徑分布結果分析65-69
• 5.4 本章小結69-71
• 第六章 結論與展望71-75
• 6.1 結論71-72
• 6.2 展望72-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-81
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文81

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