基于FLUENT对井下除尘器的流场分析及其优化设计

发布时间：2017-04-05 18:01

  本文关键词：基于FLUENT对井下除尘器的流场分析及其优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：井下湿式除尘器是一种高效的除尘设备,由于该除尘器内部流场十分复杂,因此在很大程度上是根据除尘器研发人员以往的设计经验而开发出来的,这样会出现一些由于设计参数不合理而引起除尘器内流场分布不均衡以及漩涡、测流等现象。利用FLUENT研究除尘器内部流场,可以提供除尘器内部气流流动的全部信息,进而对影响除尘器性能的各种因素进行系统的研究。通过对井下湿式除尘器的结构组成和工作原理分析研究,发现过滤装置和百叶窗脱水器是井下湿式除尘器的两个核心部件,它们内部流场的分布情况会影响除尘器整体的除尘效率。首先本着从简单到复杂的研究原则,利用FLUENT依次对井下湿式除尘器内部的空气单相流场、空气—粉尘颗粒两相流场和空气一水雾颗粒一粉尘颗粒三相流场进行数值分析研究,全面考察了井下除尘器的内流场,结果表明除尘器内流场的分布情况复杂,百叶窗脱水器通道内存在一些涡流和回流区域;在除尘器过滤装置两侧存在扰流;通过对比加入喷淋和未加喷淋时粉尘颗粒的运动轨迹,从中可以看出该除尘器除尘效果明显。然后利用数学方法对除尘器过滤装置的除尘过程进行数学推导,从而进行对过滤装置的优化设计,发现可以适当增加过滤装置厚度,选用填充率高的不锈钢钢丝纤维来优化过滤装置,以提高其除尘效率。论文通过FLUENT软件的数值模拟仿真,结合理论创新性的研究与探索后发现,井下湿式除尘器具有体积小、除尘效率高、不易堵塞、易于生产制造等优点。对于井下湿式除尘器的推广应用以及优化设计提供了明确的指导方向,对多相流的理论扩充和除尘技术的发展和进步也有积极的意义。
【关键词】：除尘器 FLUENT 数值模拟 除尘效率 优化设计
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 煤矿粉尘的危害10-11
• 1.2 我国除尘设备发展现状11-12
• 1.3 除尘技术研究进展12-15
• 1.4 除尘器的分类15-16
• 1.5 论文的研究内容16-17
• 1.6 技术路线17-18
• 1.7 研究的意义18
• 1.8 本章小结18-19
• 第2章 除尘器的结构组成与湿式除尘机理19-30
• 2.1 井下湿式除尘器的简述19-20
• 2.2 除尘器结构组成20-21
• 2.3 工作原理21-22
• 2.4 湿式除尘机理22-29
• 2.4.1 惯性碰撞24-25
• 2.4.2 截留效应25-27
• 2.4.3 扩散效应27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 数值方法研究的理论分析30-36
• 3.1 CFD及FLUENT概述30-31
• 3.2 数值计算方法的确定31-35
• 3.2.1 控制方程31-32
• 3.2.2 湍流模型32-33
• 3.2.3 多孔介质模型33-34
• 3.2.4 计算时求解器的选择34
• 3.2.5 离散化方法的确定34-35
• 3.2.6 压力速度耦合方式的选择35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 井下湿式除尘器的数值模拟36-53
• 4.1 几何模型的建立36-37
• 4.2 网格的划分37-39
• 4.3 气相流的模拟39-43
• 4.3.1 气相流的边界条件39-40
• 4.3.2 结果分析40-43
• 4.4 气—固两相流的模拟43-47
• 4.4.1 气固两相流模型的选择43-44
• 4.4.2 DPM模型的数学方程44-45
• 4.4.3 气固两相流的边界条件45
• 4.4.4 结果分析45-47
• 4.5 气固液三相流的模拟47-51
• 4.5.1 气固液三相流模型的确定47-48
• 4.5.2 边界条件的确定48-49
• 4.5.3 结果分析49-51
• 4.6 本章小结51-53
• 第五章 井下湿式除尘器的优化设计53-61
• 5.1 优化设计内容53-60
• 5.1.1 过滤装置除尘过程的理论推导53-56
• 5.1.2 对井下除尘器湿式除尘效率分析56
• 5.1.3 过滤装置工作时的数学模型56-57
• 5.1.4 数学模型的求解57-58
• 5.1.5 结果分析58-59
• 5.1.6 对除尘器过滤装置的优化设计59-60
• 5.2 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 导师简介66-67
• 作者简介67-68
• 学位论文数据集68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李峰;周云龙;王红波;;垂直上升管内油气水三相流动摩擦阻力压降特性的研究[J];东北电力大学学报(自然科学版);2009年01期

2 胡文森,周晓兰;湿式除尘器运行中烟气带水的分析与改进[J];电力情报;1997年04期

3 王晓瑾;薄以匀;陈晋南;彭炯;齐金彦;;SHG-Ⅱ-Z型除尘脱硫装置三维三相流场的数值模拟[J];计算机与应用化学;2006年03期

4 杨刚;唐亚鸣;赵磊;;干雾抑尘喷嘴雾化粒径与气压关系实验[J];液压与气动;2012年09期

5 郑海涛;孙静;王蓓;;煤矿尘肺病责任保险的费率测算研究[J];中国卫生经济;2013年11期

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1 曹娥;湿式不锈钢纤维非稳态粉尘过滤的性能研究[D];青岛理工大学;2010年

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本文编号：287422