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運(yùn)用Fluent軟件對(duì)旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器進(jìn)行數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)存在氣流分配不均導(dǎo)致濾袋使用壽命過(guò)短的問(wèn)題。分別引入3種導(dǎo)流板進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示，布孔式Ⅲ型導(dǎo)流板氣流分散作用明顯，*大流量不均勻幅值減小49.4%，綜合流量不均勻幅值減小56%。
在橡膠廠除塵系統(tǒng)中，目前使用較為廣泛的有旋風(fēng)除塵器和濾袋除塵器兩種。旋風(fēng)除塵器雖然具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)細(xì)微粉塵的去除效果差強(qiáng)人意；濾袋除塵器除塵效率高，但普遍存在糊袋問(wèn)題，嚴(yán)重影響了濾袋的使用壽命。雖然可以將多級(jí)除塵器并聯(lián)使用達(dá)到除塵目的，但存在設(shè)備占地面積大、造價(jià)高等問(wèn)題。旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器將旋風(fēng)和濾袋兩種除塵器組合為一體，既將兩種除塵器的優(yōu)點(diǎn)集為一體，還解決了空間占有率大等問(wèn)題。
目前針對(duì)旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器的研究還較少。廉繼堯設(shè)計(jì)了一款新型旋風(fēng)-袋式復(fù)合除塵器，該產(chǎn)品提高了除塵效率，降低了袋式除塵器的除塵負(fù)荷，且對(duì)粒徑5μm以下的粉塵除塵效率達(dá)到99%；趙新義等也對(duì)新型復(fù)合除塵器進(jìn)行了開(kāi)發(fā)研究，通過(guò)將旋風(fēng)分離器和袋式除塵器進(jìn)行結(jié)合，組合生產(chǎn)了一款新式除塵器并投入應(yīng)用，極大地降低了袋式除塵器的過(guò)濾載荷，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。本工作對(duì)目前市場(chǎng)存在的一種旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并通過(guò)引入導(dǎo)流板對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。
1 旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器的構(gòu)造及機(jī)理
旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器主要由旋風(fēng)除塵和濾袋除塵兩部分組成，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，包括噴吹系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)口、灰斗、濾袋、筒體和出風(fēng)口。含塵氣體首先通過(guò)進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，并產(chǎn)生向下運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)氣流，粉塵顆粒在離心力的作用下甩向器壁，在失去慣性力以及重力作用下沿壁面下落，進(jìn)入灰斗，完成一次除塵。未分離的細(xì)粉塵顆粒在內(nèi)旋氣流的帶動(dòng)下進(jìn)入濾袋除塵部分進(jìn)行二級(jí)除塵，含細(xì)粉塵的氣流經(jīng)濾袋的充分過(guò)濾后由出風(fēng)口排出。噴吹系統(tǒng)定時(shí)對(duì)濾袋進(jìn)行反向噴吹，使粘附在濾袋的粉塵在重力的作用下下落至灰斗，提高濾袋的除塵效率。
圖1 旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)
1—噴吹系統(tǒng)；2—進(jìn)風(fēng)口；3—灰斗；4—濾袋；5—筒體；6—出風(fēng)口。
為了更好地分析每個(gè)濾袋的氣流分布情況，利用Fluent軟件對(duì)濾袋的流量分配因數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并繪制成流量因數(shù)分配圖。引入*大流量不均勻幅值與綜合流量不均勻幅值來(lái)分析氣體流量分配情況及不均勻程度。*大流量不均勻幅值越接近于零，分配越均勻。濾袋分布情況見(jiàn)圖2。
2.1 邊界條件
旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器內(nèi)具有三維強(qiáng)旋流，且具有明顯各向異性的湍流特點(diǎn)，整個(gè)流動(dòng)可看成定常不可壓縮流動(dòng)。濾袋使用多孔介質(zhì)模型。
入口：入口速度，28m·s-1；
出口：出口壓力，0MPa；
湍流模型：標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型；多孔介質(zhì)跳躍邊界條件(porous-jump)：滲透率為2×10-11m2，介質(zhì)厚Δm為2mm，壓力跳躍因數(shù)C2為零。