导流式旋风分离器分离性能的数值模拟研究

发布时间：2023-04-22 18:54

　　在计算机技术的飞速发展和广泛应用下,对传统结构的旋风分离器进行研究的数值模拟仿真技术应运而生。传统的旋风分离器因为气体处理量多、分离效率高等优点在工业除尘领域被广泛应用,但它同时也有不易移动、粉尘易堆积、尺寸结构大等缺点。针对传统旋风分离器的尺寸结构大和不易移动的缺点,一种有效的解决方案是缩短旋风除尘器高度。使其具有体积小型化、易移动的特点,能够在小型工厂和车间内作为除尘设备使用。但是,旋风分离器在缩短高度后存在分离性能缺失的问题,针对这一问题,本文采用旋风分离器内气固两相流的数学模型及控制方程,分析了缩短高度后旋风分离器内颗粒的受力情况和运动特征。通过雷诺应力模型,对旋风分离器内的气固相流场进行了数值模拟研究。根据Barth平衡轨道理论和边界层分离理论,设计了能够解决缩短高度的旋风除尘器分离性能缺失问题的防混盖结构,和提高旋风分离器分离效率的导流板结构;研究了防混盖轴向安装位置及覆盖面积变化对分离效率的影响,分析了防混盖与导流板结构对旋风分离器内流场分布、分离效率、压力损失和颗粒速度的影响。为了进一步提高旋风分离器的分离效率,设计了切流式与轴流式旋风分离器串联使用的多级分离结构,并分...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 旋风分离器的基本结构与工作原理
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文研究内容
第二章 旋风分离器数值模拟方法研究
    2.1 引言
    2.2 数值模拟计算方法研究
        2.2.1 数学模型及控制方程
        2.2.2 气相的数值模拟
        2.2.3 数值模拟中的求解方法介绍
        2.2.4 固相的数值模拟
    2.3 湍流模型
        2.3.1 涡粘模型
        2.3.2 雷诺应力模型
    2.4 本章小结
第三章 防混盖与导流板对旋风分离器的影响
    3.1 引言
    3.2 防混盖结构对分离器性能的影响
        3.2.1 仿真模型及边界条件
        3.2.2 分离效率计算结果与分析
        3.2.3 入口速度对分离效率的影响
        3.2.4 安装防混盖后内流场速度变化情况
        3.2.5 压力损失计算结果与数值分析
        3.2.6 防混盖直径对分离效率及压降的影响
        3.2.7 防混盖轴向安装位置的影响
        3.2.8 入口倾斜角度的影响
    3.3 导流板结构对旋风分离器的影响
        3.3.1 仿真模型及边界条件
        3.3.2 安装导流板后分离效率情况
        3.3.3 安装导流板后内流场速度变化情况
        3.3.4 安装导流板后压力损失分析
        3.3.5 安装导流板后粒子运动情况
    3.4 导流板结构对传统旋风分离器的影响
        3.4.1 传统旋风分离器的几何模型
        3.4.2 导流板结构对传统旋风分离器的影响
    3.5 本章小结
第四章 多级旋风分离器仿真分析
    4.1 引言
    4.2 多级旋风分离器结构参数
    4.3 多级旋风分离器仿真结果
        4.3.1 数值模拟的边界条件
        4.3.2 数值模拟的分离效率与压力损失
    4.4 轴流式分离器叶片安装位置的影响
    4.5 轴流式分离器叶片数量的影响
    4.6 轴流式分离器叶片轴向长度的影响
    4.7 轴流式分离器排气口直径的影响
    4.8 本章小结
第五章 实验研究
    5.1 引言
    5.2 旋风分离器结构制作与实验平台设计
    5.3 旋风分离器实验原理
    5.4 实验材料和方法
        5.4.1 实验使用的材料
        5.4.2 实验设备图
        5.4.3 分析测试仪器
    5.5 实验结果分析
        5.5.1 增加防混盖的分离器实验
        5.5.2 多级旋风分离实验
    5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 研究内容总结
    6.2 后续研究内容展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3798221