袋式除尘器流场动态测试及优化

采用热线风速仪及建立袋式除尘器实验装置对袋式除尘器内部流场气流分布进行测试,应用CFD对其气流分布进行数值模拟与实验对比。利用计算机模拟诊断得出流场分布不均匀产生的原因,提出流场改进措施及结构优化参数。研究结果表明:流场的不均匀性主要是入口风速过高和袋室的结构不合理造成的;计算机模拟结果与实验结果基本吻合,表明用CFD模拟方法替代试验进行流场的研究是可行的。     

电改袋式除尘器气流分布数值模拟

以烧结机机尾电改袋式除尘器为例,对其内部气流分布板与滤袋进行合理简化,采用CFD软件,通过建立计算模型、划分网格、定义边界条件、解算控制、计算求解及结果处理等步骤,得出滤袋迎面气流速度大小和每个滤袋单元处理风量.根据模拟结果调整气流分布装置结构参数及灰斗挡风板布置形式,使通过除尘器的气流流动顺畅、平缓,降低除尘器箱体气流流通阻力,并使各滤袋单元处理流量基本一致,最后给出优化气流分布方案,为电改袋式除尘器合理布置气流分布装置提供设计依据.     

速差射流引射型喷吹管气流分布均匀性研究

速差射流引射型喷吹清灰方法,可以引射更多的清洁气体到喷吹系统中,提高清灰效率,由于其喷吹气流平顺,均匀地喷吹滤袋,避免了滤袋极易被吹坏,延长了滤袋的使用寿命.采用三维稳态可压缩标准κ-ε湍流模型,对脉冲袋式除尘器速差射流引射型喷吹管内流场进行了数值模拟,同时做了传统脉冲喷管流场对比数值模拟.研究结果表明,带速差射流引射型喷吹管在气流流量均匀性方面具有很好的效果,可用于袋式除尘器脉冲反吹系统的优化设计.     

下进风袋式除尘器气流分布特性的数值模拟

采用计算流体动力学软件,分别选取了过滤速度和渗透率的4种工况对下进风袋式除尘器的流场进行了数值模拟计算,研究其对气流稳定性的影响。结果表明：随着过滤风速的增大,下进风除尘器内气流分布的不均匀现象反而变得更严重;随着渗透率的增加,气流速度变化就越剧烈,气流的分配也就越不均匀。     

过热蒸汽袋式除尘器CFD分析

过热蒸汽袋式除尘器是以过热蒸汽为动力的过热蒸汽气流磨的重要组成部分。利用计算流体动力学（CFD）软件的FLUENT工具模拟及评价了按照传统方法设计的过热蒸汽袋式除尘器，通过对滤袋间隙气流、温度场、压力场的分析显示，按照传统的设计方法模拟设计的过热蒸汽袋式除尘器流场分布均匀，能满足设备运行要求，相关参数可为设备改进及工业放大提供依据。     

气箱式脉冲喷吹袋式除尘器的清灰机理

为了揭示气箱式脉冲喷吹袋式除尘器的清灰机理,应用空气热力学关于开口系统绝热能量方程,对气箱式脉冲袋式除尘器在脉冲喷吹过程中滤袋表面的反向风速数学表达式进行了理论推导.据此可以得出反向风速形成的对滤袋表面粉尘层的剥离力;根据袋式除尘器实验模型实验测定的数据,总结出剥离力与粉尘剥离率之间的关系式.根据上述结果可以确定在布袋粉尘负荷一定的条件下,要达到预定的剥离率所必须的反向风速和喷吹气体流量.研究成果为清灰系统的设计提供了理论基础.     

回转反吹袋式除尘器清灰机理与清灰系统设计方法

通过深入认识回转反吹袋式除尘器的清灰机理,提出了反吹风袋式除尘器清灰系统的设计方法.对反吹气流形成的袋内流场进行了理论与实验研究,并在Φ100mm×6000mm的滤袋模型上进行了实验测试.提出了反吹风清灰系统中反吹风流量和压力的确定方法.研究结果表明,滤袋表面过滤形成的粉尘层对反吹风形成径向反吹气流阻力,即气流对粉尘层的剥离力与粉尘剥离率之间具有较好的相关性.     

脉冲袋式除尘器匀流喷吹管设计研究

针对脉冲袋式除尘器喷吹管各个喷口流量分布不均匀引起的除尘效率下降问题,用数值模拟和流量修正的方法对喷吹管的喷口进行了优化设计.采用k-ε湍流模型,数值求解雷诺时均N-S方程,模拟得到了在不同喷口半径分布和入口压力条件下的流场结构和喷口流量分布,节省了实验经费,有效缩短了设计周期,为脉冲袋式除尘器喷吹管的优化设计提供了一个崭新的思路.     

袋式除尘器流动及噪音数值模拟

为了分析袋式除尘器内部流场,采用多孔介质模型模拟布袋除尘区,气固两相流分析尘粒在除尘器内部的流动状况。结果表明,速度场进口速度较大,气流向前喷射后上升,进口上方的布袋发挥作用不大。对袋式除尘器噪音进行分析,结果表明袋式除尘器存在气流噪音,需要采取消音措施降噪。     

离心通风机内部流场数值模拟

为降低离心通风机的能耗,在不同体积流量参数条件下应用Fluent软件对WDLH-450型离心通风机内部流场进行了数值模拟,得到风机效率、总压力和叶轮功率等数据.结果表明,总压力和效率等性能参数的模拟结果与实验测量数值非常吻合,验证了数值模拟的正确性.由于风机叶片为不规则几何体,使得风机在工作时内部流场非常复杂,叶片旋转时会产生不规则的气流,形成蜗壳区域气体的二次流动和叶轮前盘区域的涡流,造成叶轮和蜗壳区域流动能量的损失.同时,各叶轮流道的流场由于气流流动分布的不均匀性而存在压力不对称的现象.     

木材干燥室内部风速场的数值模拟与优化

为了改善木材干燥室内部风速场的均匀性以提高干燥质量,对材堆到侧墙距离为0.30 m,风机风速分别为2.0、3.0、4.0 m/s的工况下木材干燥室内部风速场,采用Fluent进行数值模拟与分析,得到风速分布最佳时的工况。此外,在最优风速场工况下,通过改变材堆到侧墙距离(0.25、0.30、0.35 m),对试验结论进行验证。结果表明:对于顶风式木材干燥室,选择风机风速为3.0 m/s、材堆到侧墙距离0.30 m时,木材内部风速场最均匀,采用Fluent得到的模拟值与实际值相差不大。通过Fluent方法对木材干燥室内部风速场进行数值模拟,可有效优化风速场的均匀性。     

基于STAR-CCM+的整车空调系统计算流体动力学模拟分析

为研究整车空调系统在不同工作模式下的流场分布情况,基于计算流体动力学方法,采用流体分析软件STAR-CCM+对空调系统除霜除雾及吹面模式下内部流场进行数值模拟,分析各风道出风量风量分配的合理性及前挡风玻璃速度分布的均匀性。结果表明：空调系统内部气流流动较顺畅,在除霜除雾模式工作时前挡玻璃A区、左右两侧窗驾驶员视野区的速度分布不理想;吹面模式下中间风道两出风口的速度及风量分配不均匀,影响了气流均匀性。针对速度分布不均、风量分配不均匀的问题提出了相应的优化方案,优化后前档风玻璃表面速度明显改善,侧窗玻璃表面速度略有提升,除霜性能满足国标要求;优化后各吹面风道风量分配更加均匀,有利于乘员舱的舒适性。研究结果可为整车空调系统风道的设计及优化提供仿真数据支撑及理论参考。     

前混合磨料水射流除鳞喷嘴混合腔内部流场

基于计算流体动力学多相流混合物模型,应用FLUENT软件对前混合磨料水射流除鳞喷嘴高压水与磨料混合腔内部流场进行数值模拟.比较了不同进料方式对流场均匀性的影响.分析了两侧为高压水入口条件下,磨料入口直径、高压水入口直径、高压水入口位置和角度以及收缩段锥角对流场混合均匀性的影响,得到了影响混合腔内部流场混合均匀性的合理结构参数.数值计算结果表明:入口速度一定的条件下,磨料中进式喷嘴混合腔的混合均匀性优于磨料侧进式喷嘴混合腔.随磨料入口和高压水入口直径增加,混合腔出口的射流速度均增加,但随高压水入口直径增加导致出口磨料浓度呈先增后减的趋势,磨料入口与高压水入口合理的质量流量比值约为3∶4,两侧高压水入口位置对流场混合均匀性影响较小,高压水入口角度和收缩段锥角均为30°时流场性能更佳.     

除尘器袋室结构改进及内部气固两相流动特征分析

为了解决某显像管厂ＤＭＣ１８０型袋式除尘器尾部滤袋工作寿命过程短的问题,提出了扩大进风管直径和在箱体中布置钝体两项结构改造措施,力图通过改善袋室内部气固两相流场筵虎袋寿命。     

横向双极静电除尘器空气动力增效

为明确横向双极静电除尘器的空气动力增效机理,基于电除尘器的经典效率公式研究了空气动力对横向双极静电除尘器除尘效率的影响。数值模拟结果表明：横向双极电除尘器内荷电粒子的驱进速度是电场驱进速度与空气动力驱进速度之和。极板迎风面的空气动力增效幅度强于背风面,而极板背风面的低速回流区是主要的收尘区。实验结果表明：空气动力驱进速度与电场风速呈二次曲线分布关系。电场风速小于1.5 m/s时,气流运动强化了空气动力增效幅度;而电场风速大于1.5 m/s后,二次扬尘作用减弱了空气动力增效幅度。横向双极电除尘器除尘效率修正公式表明：在横向双极电除尘器结构参数一定的情况下,除尘效率受静电力和空气动力的共同影响。     

分流歧管的流场特性及结构优化

为了掌握除尘系统中分流歧管的结构设计对气流和粉尘分配均匀性的分布规律,利用FLUENT软件对不同几何条件下的分流歧管进行模拟计算。结果表明:歧管支管取长宽比为0.1~4.0七种情况下,当歧管横向支管的长宽比Rab为0.2时,气流体积流量分配比值在0.7578~1.1177之间,相对于其余六种条件均匀性较好;在长宽比为0.2的情况下,取面积比Rs范围在0.1~1.0七种情况,当支管的面积比从0.5~0.2降低时,气流分配曲线逐渐平稳,说明流量分配均匀性随支管面积比的减小而增大,该面积比范围内的几何结构可较均匀的分配含尘气流进入除尘设备,避免风量集中而造成的单个除尘器负荷过大,可使除尘系统发挥综合性能。     

汽车风洞非均匀声场偏移导致纯音幅值变化

从非均匀声场偏移角度研究汽车风洞流场外测量得到纯音信号声幅值伴随风速大幅变化的机理。以汽车表面可控声源为试验研究对象进行风洞试验,通过传声器获得不同风速下纯音声压级波动幅度,并使用传声器阵列观察到声场的非均匀分布。基于点声源干涉理论模拟重构了非均匀声场,参数化分析了各个反射壁面影响。根据几何声学理论推导剪切层折射产生的声场偏移,较为准确地预测了不同试验风速下纯音幅值变化的趋势。结果证明干涉产生非均匀声场经剪切层折射后偏移是风洞纯音幅值波动的根本原因,使用该声场重构方法能有效减小误差。     

低噪声罗茨鼓风机的结构设计与内流数值模拟研究

以罗茨鼓风机为研究对象,通过气流脉动与噪声分析、低噪声结构设计及内部流场数值模拟分析,提出减少风机排气口回流冲击强度、消减气流脉动及紊流是控制气动噪声的主要途径。总结了转子叶轮型线改进、转子串接、转子扭叶、异型排气口、预进气或逆流冷却等低噪声结构设计原则。最后,运用计算流体动力学(CFD)软件FLUENT对风机内流进行数值模拟,证明三叶转子比二叶转子回流冲击强度小,逆流冷却能够大幅度降低气流脉动压力,为低噪声结构优化设计提供了理论基础。     

FFU内部结构优化的数值模拟和试验

采用数值模拟和试验相结合的方法对风机过滤单元(fan filter unit,FFU)的内部结构进行了优化.利用CFX软件获得内部流场分布,对比模拟结果与实测结果,发现误差在可接受范围内,证明了模拟结果的可靠性.基于节能和均匀送风的原则对FFU的内部流场进行了分析,提出了优化方案.对造成漩涡的流道突扩结构进行了修改,通过模拟发现漩涡明显消失,流动更加顺畅.重新设计了导流装置,解决了导流板出口的切线方向的速度远大于其他区域的问题,实现了均匀送风.改进了实际设备,并用FFU性能测试台进行了测试,结果表明:优化之后的FFU出风更均匀,静压更高,在高风速工况下空气动力效率也得到提升.     

旋风除尘器内部流场的数值研究

运用计算流体力学软件FLUENT,对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟,利用模拟结果对旋风除尘器入口不同位置气流在除尘器顶部的环形空间的运动轨迹进行分析研究,探明了气流在环形空间的运动规律和基本特征,阐明了旋风除尘器顶部"尘环"形成的根本原因,指出了粉尘发生短路的原因和多发区域,在此基础上就除尘器的增效问题给出了改进方案。