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脉冲清灰袋式除尘器性能实验研究及仿真分析

发布时间:2018-01-14 10:05

  本文关键词:脉冲清灰袋式除尘器性能实验研究及仿真分析 出处:《南昌大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 脉冲清灰 袋式除尘器 实验研究 半物理仿真


【摘要】:除尘器的研究包括实验研究和物理仿真,其中实验研究存在一定局限性,包括周期长、不能精细监测实际工况含尘气流的过滤过程和清灰过程、未处理好各种清灰机理因素之间的影响及耦合关系等问题,制约了除尘器新产品研发和设计创新;而物理仿真则由于难以确定准确的边界条件,导致仿真结果与实际工况相差较大;半物理仿真作为仿真技术的一个分支,结合物理模型和实体结构,使仿真更接近实际情况,从而得到更确切的信息。脉冲喷吹清灰已成为目前主流的袋式除尘器清灰方式,其清灰机理及性能评估虽有很多文献涉及,但尚未形成主流的共识,同时脉冲清灰除尘器的设计较为依赖专家的经验,限制了脉冲清灰除尘器的技术性能优化和产品创新。因此,针对上述问题,本文拟结合除尘器测试实验及计算模拟,以脉冲清灰系统为对象,对其过滤过程和喷吹清灰过程进行实验、物理仿真及半物理仿真研究,研究内容及成果如下:(1)在大量收集和整理袋式除尘器性能实验研究、数值仿真的基础上,设计了一套兼顾物理实验和半物理仿真实验的多功能综合实验装置,完成了实验系统的总体设计、实验方案设计及设备选型,根据文献总结,确定了实验过滤和清灰效果的评价指标及相关参数的实验取值范围;构建了半物理实验硬件在环仿真系统;(2)为保证实验所需的含尘气流,设计了一套针对粉尘输送的振动发尘装置,通过理论分析、动力学分析验证发尘器安全可靠且满足实验要求,通过含尘气流过滤实验,获取滤袋渗透率随时间的变化关系,构建半物理仿真数据接口。(3)对实验装置过滤过程进行仿真分析,建立了实验过滤过程对应的参数化数学模型,结合fluent的UDF功能建立含尘过滤过程中滤袋的压力损失数学模型,结合响应面法,研究不同长度的滤袋、过滤速度、粉尘浓度、过滤面积对除尘器实验装置压力损失、清灰周期等的影响,得到相应结果为袋式除尘器的过滤性能提供预估。(4)对实验装置清灰过程进行仿真分析,建立了实验清灰过程对应的参数化数学模型,结合fluent的UDF功能实现脉冲阀出口总压随时间的变化,选取滤袋鼓胀变形造成的滤袋内外压差及振动造成的滤袋加速度作为实验装置清灰效果的评价参数,对不同喷吹管加不同喷嘴模型的喷吹模式进行数值模拟,获得较优的组合方案,结果为袋式除尘器的喷吹清灰性能提供预估。
[Abstract]:The research of dust collector includes experimental research and physical simulation, among which the experimental research has some limitations, including long period, can not monitor the actual conditions of dust flow filtration process and ash removal process. The influence of various cleaning mechanism factors and the coupling relationship have not been properly dealt with, which has restricted the research and development of new products and design innovation of dust catcher. But the physical simulation is difficult to determine the accurate boundary conditions, which results in a big difference between the simulation results and the actual working conditions. As a branch of simulation technology, semi-physical simulation combines physical model and physical structure to make the simulation more close to the actual situation. In order to obtain more accurate information, pulse jet cleaning has become the mainstream ash removal method of bag dust remover. Although there are many references on the mechanism and performance evaluation of ash removal, the mainstream consensus has not yet been formed. At the same time, the design of pulse dust remover depends on the experience of experts, which limits the technical performance optimization and product innovation. In this paper, combined with the testing experiment and calculation simulation of the dust collector, the filtration process and the injection soot cleaning process of the pulse ash cleaning system are studied by experiment, physical simulation and semi-physical simulation. The research contents and results are as follows: 1) based on the experimental research and numerical simulation of the performance of a large number of collecting and finishing bag dust catcher. A set of multi-functional comprehensive experimental device is designed, which takes both physical experiment and semi-physical simulation experiment into account. The overall design of the experimental system, the design of experimental scheme and the selection of equipment are completed, according to the literature summary. The evaluation index of experimental filtration and ash removal effect and the range of experimental values of relevant parameters are determined. The hardware-in-loop simulation system of semi-physical experiment is constructed. In order to ensure the dust-containing airflow needed in the experiment, a set of vibrating dusting device for dust conveying is designed. Through the theoretical analysis, the dynamics analysis verifies that the dust generator is safe and reliable and meets the requirements of the experiment. Through the dust flow filtration experiment, the relationship of filter bag permeability with time was obtained, and the semi-physical simulation data interface was constructed to simulate and analyze the filter process of the experimental device. The corresponding parameterized mathematical model of the experimental filtration process was established. Combined with the UDF function of fluent, the pressure loss mathematical model of the filter bag in the process of dust filtration was established, and the response surface method was combined. The effects of different length of filter bag, filter speed, dust concentration and filter area on pressure loss and ash cleaning period of the experimental device of dust collector were studied. The corresponding results are obtained to provide an estimate of filter performance of the bag filter. (4) Simulation analysis is carried out on the soot removal process of the experimental device, and the corresponding parameterized mathematical model of the soot removal process is established. Combined with the UDF function of fluent, the total outlet pressure of pulse valve changes with time. The pressure difference inside and outside the filter bag and the acceleration of filter bag caused by vibration are selected as the evaluation parameters of the soot removal effect of the experimental device, and the injection modes with different injection tube and different nozzle models are numerically simulated. A better combination scheme was obtained, and the results provided a prediction for the soot cleaning performance of the bag dust collector.
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X701.2

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本文编号:1423102

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