基于响应曲面法的旋风分离器结构优化研究

发布时间：2020-08-10 08:01

【摘要】：旋风分离器是利用离心力将粉尘从旋转气流中分离出来并进行捕集的一种干式气-固分离装置,由于该装置结构简单、价格低廉、操作方便、能耗低、耐高温高压,对于捕收5-10μm以上的颗粒粉尘效率较高,被广泛应用在化工、石油、矿山、冶金等行业的除尘中。但随着工业水平的发展和环保要求的提高,对旋风分离器的效率和能耗方面提出了更高的要求。通过CFD对传统尺寸的旋风分离器进行数值模拟研究得到的结果与实验数据进行对比可知,有较高的拟合度,说明了 CFD的研究方法在旋风分离器的研究中有较高的可信度。同时对旋风分离器的排气管插入深度、入口面积以及排气管直径进行单因素数值模拟分析,通过分析得出更改排气口直径、入口面积、排气管插入深度均会对分离器内压力、速度产生不同程度的影响,且单因素对旋风分离器性能的影响存在着非线性关系,说明存在一种或多种结构具有较高分离效率的同时拥有较低的压降。然后根据这一关系,对旋风分离器采用响应曲面法进行多因素分析,建立目标函数分离效率和压降分别与排气口直径、入口高度、排气管插入深度的二次多项式响应曲面回归方程。通过对响应曲面预测的最优结构重新建模、网格划分、流场分析。得出其预测的最优结构与传统旋风分离器相比:压降降低0.015kpa,分离效率升高了 4.66%,说明本次响应曲面法在旋风分离器的结构优化上具有一定的可行性和实际应用价值。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH69
【图文】：

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本文编号：2787803