袋式除塵器過濾除塵的數(shù)值模擬研究.pdf

1、中國大氣污染中的顆粒物污染比較嚴(yán)重，隨著空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，對空氣凈化設(shè)備也提出了更高的要求。袋式除塵器是一種高效的除塵設(shè)備。因此，本文針對布袋過濾除塵過程中的相關(guān)問題進(jìn)行數(shù)值模擬研究，這對改進(jìn)袋式除塵裝置的相關(guān)性能具有重大的意義。本課題主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果：
　　(1)利用Ansys Fluent軟件對大型袋式除塵裝置的內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值建模分析，得到除塵器主要截面上氣流的速度分布和壓力分布數(shù)據(jù)。通過分析各個濾袋上的通過的氣

2、體的流量，比較了不同位置的濾袋內(nèi)的氣流分配規(guī)律。將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，兩者吻合較好，可以為袋式除塵器氣流分布均勻性的優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。
　　(2)使用格子Boltzmann方法對含塵氣體通過布袋濾料纖維的流動進(jìn)行了數(shù)值模擬，采用拉格朗日方法跟蹤了顆粒相中每個粒子的位置和速度并進(jìn)行單向耦合計算。分析了氣流通過纖維捕集體過程中的壓降的變化規(guī)律，結(jié)果與達(dá)西滲透定律吻合。與此同時，對粒徑小于1μm的氣溶膠粒子在布袋纖維捕

3、集體上的沉積規(guī)律展開了討論。結(jié)果表明，粒徑小于0.01μm的粒子的捕集主要受粒子的布朗隨機(jī)擴(kuò)散效應(yīng)的控制；粒徑大于0.1μm的粒子則主要依靠纖維濾料的攔截作用而沉積在捕集體表面；而粒徑在0.01-0.1μm范圍的粒子則具有較低的捕集效率，模擬結(jié)果為研究袋式除塵的過濾機(jī)理提供了依據(jù)。
　　(3)建立了袋式除塵裝置脈沖噴吹清灰的數(shù)值模型，選取噴吹壓力為0.4MPa，噴吹時間為100ms，噴吹距離為200mm，濾袋直徑為150mm，濾袋

4、長度為6000mm的單根濾袋脈沖噴吹條件進(jìn)行瞬態(tài)模擬和計算，湍流模型選取Realizable k-ε兩方程模型。CFD計算結(jié)果給出了不同時刻的濾袋區(qū)域內(nèi)的壓力和速度分布情況，并列出了不同位置的壓力數(shù)值隨模擬時間的變化規(guī)律以及濾袋側(cè)壁的峰值壓力的分布情況?；诹鞴恬詈系乃枷?，將CFD中模擬計算得到的壓力數(shù)據(jù)導(dǎo)入到有限元分析軟件Ansys Workbench中進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)分析，得到濾袋不同位置處的徑向加速度值隨時間的變化關(guān)系。濾袋的加速度