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運(yùn)用Fluent軟件對旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器進(jìn)行數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)存在氣流分配不均導(dǎo)致濾袋使用壽命過短的問題。分別引入3種導(dǎo)流板進(jìn)行對比分析，結(jié)果顯示，布孔式Ⅲ型導(dǎo)流板氣流分散作用明顯，*大流量不均勻幅值減小49.4%，綜合流量不均勻幅值減小56%。
在橡膠廠除塵系統(tǒng)中，目前使用較為廣泛的有旋風(fēng)除塵器和濾袋除塵器兩種。旋風(fēng)除塵器雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便等優(yōu)點(diǎn)，但對細(xì)微粉塵的去除效果差強(qiáng)人意；濾袋除塵器除塵效率高，但普遍存在糊袋問題，嚴(yán)重影響了濾袋的使用壽命。雖然可以將多級除塵器并聯(lián)使用達(dá)到除塵目的，但存在設(shè)備占地面積大、造價高等問題。旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器將旋風(fēng)和濾袋兩種除塵器組合為一體，既將兩種除塵器的優(yōu)點(diǎn)集為一體，還解決了空間占有率大等問題。
目前針對旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器的研究還較少。廉繼堯設(shè)計(jì)了一款新型旋風(fēng)-袋式復(fù)合除塵器，該產(chǎn)品提高了除塵效率，降低了袋式除塵器的除塵負(fù)荷，且對粒徑5μm以下的粉塵除塵效率達(dá)到99%；趙新義等也對新型復(fù)合除塵器進(jìn)行了開發(fā)研究，通過將旋風(fēng)分離器和袋式除塵器進(jìn)行結(jié)合，組合生產(chǎn)了一款新式除塵器并投入應(yīng)用，極大地降低了袋式除塵器的過濾載荷，降低了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。本工作對目前市場存在的一種旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并通過引入導(dǎo)流板對其進(jìn)行優(yōu)化。
1 旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器的構(gòu)造及機(jī)理
旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器主要由旋風(fēng)除塵和濾袋除塵兩部分組成，其結(jié)構(gòu)見圖1，包括噴吹系統(tǒng)、進(jìn)風(fēng)口、灰斗、濾袋、筒體和出風(fēng)口。含塵氣體首先通過進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，并產(chǎn)生向下運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)氣流，粉塵顆粒在離心力的作用下甩向器壁，在失去慣性力以及重力作用下沿壁面下落，進(jìn)入灰斗，完成一次除塵。未分離的細(xì)粉塵顆粒在內(nèi)旋氣流的帶動下進(jìn)入濾袋除塵部分進(jìn)行二級除塵，含細(xì)粉塵的氣流經(jīng)濾袋的充分過濾后由出風(fēng)口排出。噴吹系統(tǒng)定時對濾袋進(jìn)行反向噴吹，使粘附在濾袋的粉塵在重力的作用下下落至灰斗，提高濾袋的除塵效率。
圖1 旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器結(jié)構(gòu)
1—噴吹系統(tǒng)；2—進(jìn)風(fēng)口；3—灰斗；4—濾袋；5—筒體；6—出風(fēng)口。
為了更好地分析每個濾袋的氣流分布情況，利用Fluent軟件對濾袋的流量分配因數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并繪制成流量因數(shù)分配圖。引入*大流量不均勻幅值與綜合流量不均勻幅值來分析氣體流量分配情況及不均勻程度。*大流量不均勻幅值越接近于零，分配越均勻。濾袋分布情況見圖2。
2.1 邊界條件
旋風(fēng)-濾袋復(fù)合除塵器內(nèi)具有三維強(qiáng)旋流，且具有明顯各向異性的湍流特點(diǎn)，整個流動可看成定常不可壓縮流動。濾袋使用多孔介質(zhì)模型。
入口：入口速度，28m·s-1；
出口：出口壓力，0MPa；
湍流模型：標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型；多孔介質(zhì)跳躍邊界條件(porous-jump)：滲透率為2×10-11m2，介質(zhì)厚Δm為2mm，壓力跳躍因數(shù)C2為零。