机械回转反吹袋滤器内温度场和流场数值模拟

摘要

布袋除尘器是回收微细粉尘的主要工具，随着环保要求的提高，布袋除尘器也被广泛应用。机械回转反吹袋滤器是布袋除尘器和旋风除尘器的有机结合，可以减少系统占地面积，降低系统阻力，节省连接管路，达到节能的目的。
　　含尘气体在机械回转反吹袋滤器中的运动是复杂的三维气固两相流运动，测试其内部流场非常困难。本课题采用计算流体力学Fluent软件，选择RSM模型，应用多孔介质理论对计算模型简化，设置速度入口和自由出口边界条件，得到温度分布云图、压强分布云图、速度分布云图、湍流强度分布云图、颗粒运动轨迹图及滤袋间隙气流上升速度曲线。通过分析得出结论:高压区发生在过滤室进风口处，因为此处进口速度大;低压区发生在净气室出风口处，因为过滤速度很慢，导致出风口的速度也很慢;因为滤袋渗透率非常小，所以当含尘气体穿过滤袋前后时，压力发生阶跃;滤袋间隙气流上升速度变化平稳，趋于均匀，有利于被反吹气流反吹脱离滤袋的颗粒的沉降，缩短沉降时间，提高除尘效率。
　　改变过滤速度、进口速度、进口高度、高宽比，对比分析各云图发现:这些参数的改变，对袋滤器内部温度场、压力场、速度场影响显著，改变相应参数的数值大小;过滤速度和进口速度增大，对袋滤器全压损失产生严重影响。流量分配系数曲线也同时表明:过滤速度和进口速度增大，袋滤器内流量分配更加不均匀，对比分析之后得出，较低的过滤速度和进口速度都有利于流量分配均匀。颗粒运动轨迹图表明:颗粒在过滤室第二圈运动时下降幅度很大，在重力作用和离心力作用下大部分颗粒沉降到灰斗中，这是旋风结构的作用，滤袋只捕获被上旋气流夹带的一小部分颗粒。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的来源及背景情况

1．2 课题研究目的

1．3 机械回转反吹袋滤器国内外研究现状

1．4 研究内容和研究方法

1．5 本文研究的意义

第2章 机械回转反吹袋滤器的求解模型

2．1 CFD概述

2．1．1 CFD基本思想与本质

2．1．2 CFD发展

2．1．3 CFD应用领域

2．2 Fluent软件简介

2．3 控制方程和求解技术

2．3．1 基本控制方程

2．3．2 CFD求解技术

2．4 气固两相流理论

2．5 多孔质理论

2．5．1 多孔介质模型

2．5．2 多孔跳跃模型

2．6 本章小结

第3章 气相数值模拟

3．1 工作原理

3．2 袋滤器的性能指标

3．2．1 过滤气速

3．2．2 压力损失

3．2．3 除尘效率

3．3 模拟参数

3．3．1 处理气体流量

3．3．2 进口气流速度

3．4 模型的前处理

3．4．1 建立计算模型

3．4．2 网格划分

3．4．3 设置边界条件

3．4．4 参数设置

3．5 模拟结果分析

3．5．1 温度场结果分析

3．5．2 压力场结果分析

3．5．3 速度场结果分析

3．5．4 湍流强度结果分析

3．6 本章小结

第4章 气固分离数值模拟

4．1 离散相模型的设置

4．2 定义射流源

4．3 颗粒运动轨迹分析

4．4 流量分配均匀性分析

4．4．1 流量分配系数

4．4．2 过滤速度对流量分配系数影响分析

4．4．3 进口速度对流量分配系数影响分析

4．4．4 进口高度对流量分配系数影响分析

4．4．5 高宽比对流量分配系数影响分析

4．5 本章小结

第5章 操作参数与结构变化对性能的影响

5．1 改变操作参数对压力场影响分析

5．1．1 改变过滤速度vg对压力场影响分析

5．1．2 改变进口速度vj对压力场影响分析

5．2 结构改变对压力场流场影响分析

5．2．1 改变进口高度对压力场流场影响分析

5．2．2 改变高宽比对压力场流场影响分析

5．3 本章小结

第6章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果