高压喷雾降尘系统的关键技术研究

发布时间：2017-06-22 12:09

  本文关键词：高压喷雾降尘系统的关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着雾霾天气的日益严重,空气质量问题已成为人们关注的热点。空气中粉尘颗粒物的污染严重威胁着人类的健康,所以有必要采取有效的措施来降低空气中粉尘颗粒物的危害。本论文采用风送式高压喷雾降尘技术方案,对空气中的粉尘颗粒物进行有效的沉降,以减少尘粒带来的不利影响。本课题的主要研究内容是对喷雾降尘系统中影响雾化效果的重要因素进行分析,并且设计与优化关键部件的结构等工作。首先,阐述水溶液破碎成为雾粒的两种机理,以及雾粒对粉尘颗粒沉降机理。通过对上述机理的研究,得到影响降尘效果的关键因素,从而为下一步系统方案的选取及其设计提供理论依据。其次本论文详尽地介绍各种湿式除尘技术的工作原理,进一步了解每一种技术设备的特点及其应用场合,并通过对比不同的除尘技术和分析空气中粉尘颗粒物的分布特点,确定采用风送式高压喷雾降尘系统来满足设计要求。再次,对系统中关键的喷雾装置和风送装置进行了设计。喷雾系统中包括喷嘴的设计计算,高压泵的选取：而风送系统中有风机的选型与设计,喷筒的结构设计。通过对整个系统分析得出各个关键参数之间的合理匹配关系和相互影响关系。最后利用FLUENT软件对风筒结构尺寸进行优化,采用正交试验多次数值模拟,以风筒出风口的最佳速度为设计目标,得到风筒的最优结构尺寸。通过降尘机理的研究,着重分析影响雾化效果的重要因素的合理匹配关系,其中包括喷雾压力、喷嘴出口直径与雾粒大小之间的关系,风筒锥形段尺寸、出口速度与喷幅之间的关系。从上述分析得到：动力元件采用卧式柱塞泵;使用旋转压力式,出口直径为Φ1.5mm的喷嘴；计算出轴流风机参数；喷筒为渐缩式结构。利用正交试验优化后求得风筒的具体尺寸：柱形段风筒长度为725mm、相应的入口直径为Φ700mm；锥形段风筒长度为655mm、相应的出口直径为Φ550mm。风筒内部半椭球形导流器的半长轴为600mm,半短轴为135mm。风机结构尺寸为：轮毂直径为Φ270mm；叶片直径取Φ340mm,其安装角30。,叶片数目为12片。通过确定风筒的结构尺寸完成整个系统中各个关键参数之间的合理匹配关系,从而使得雾粒粒径和喷幅达到设计目标,并且能够取得良好的降尘效果。
【关键词】：降尘 高压喷雾 风送装置 参数匹配 数值模拟
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X701.2
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 高压喷雾降尘系统研究现状10-11
• 1.2.1 国内研究现状10
• 1.2.2 国外研究现状10-11
• 1.3 本文研究的主要内容及研究方法11-13
• 1.3.1 研究的主要内容11-12
• 1.3.2 研究方法12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 高压喷雾降尘机理研究及分析14-23
• 2.1 液体雾化破碎机理14-15
• 2.1.1 射流破碎机理14-15
• 2.1.2 液膜破碎机理15
• 2.2 高压喷雾降尘机理15-19
• 2.2.1 多种相互作用降尘机理研究16-18
• 2.2.2 雾化机理下的总捕集效率18-19
• 2.3 根据机理分析影响降尘效果的关键因素19-22
• 2.3.1 喷雾压力对降尘效率的影响19-20
• 2.3.2 雾粒粒度大小对降尘效率的影响20-21
• 2.3.3 雾粒荷电性对降尘效率的影响21
• 2.3.4 水的特性对降尘效率的影响21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 喷雾降尘系统总体方案的确定23-31
• 3.1 湿式除尘技术的介绍23-28
• 3.1.1 湿式除尘技术的分类23-26
• 3.1.2 湿式除尘系统的性能表示参数26-28
• 3.2 风送式高压喷雾降尘系统方案的确定28-30
• 3.2.1 分析研究对象28-29
• 3.2.2 确定具体方案29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 4 高压喷雾系统中关键部件设计与分析31-43
• 4.1 喷雾系统的关键部件的设计31-36
• 4.1.1 动力元件液压泵的选择31-32
• 4.1.2 喷嘴选型及其设计32-36
• 4.2 风送系统关键部件的设计36-38
• 4.2.1 风机的选型与设计36-37
• 4.2.2 风筒的结构设计37-38
• 4.3 系统参数的合理匹配对降尘效果的影响38-41
• 4.3.1 喷雾压力、雾粒与粉尘粒径之间的匹配关系38-40
• 4.3.2 风筒出口初速度、风筒直径与喷幅之间的匹配关系40-41
• 4.4 本章小结41-43
• 5 风筒内部流场数值模拟与结构优化43-53
• 5.1 轴流风机及其风筒的结构建模43-44
• 5.2 数值模拟的基本过程44-49
• 5.2.1 基本湍流模型选取44
• 5.2.2 计算流域网格划分44-46
• 5.2.3 对计算流域设置边界条件46-47
• 5.2.4 计算流域的数值计算47
• 5.2.5 结果的后处理分析47-49
• 5.3 正交试验条件下数值模拟结果分析49-52
• 5.4 本章小结52-53
• 6 结论53-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-59

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