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多效旋风分离器的性能研究

作　者: 戚贵强
导　师: 王立新
学　校: 青岛科技大学
专　业: 化学工程
关键词: 旋风分离器超细颗粒除尘压降
分类号: TQ051.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 121次
引　用: 1次
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内容摘要

多效旋风分离器是一种全新的旋风分离器,它通过采用两级螺旋管预分离含尘气体、螺旋形顶盖板导流、筒体中心稳流锥稳流和吸气回流系统防止粉尘返混等措施,提高了微米级及亚微米级颗粒的分离效率。本文使用大型商用CFD软件FLUENT6.2对直径为250 mm的多效旋风分离器进行了流场和颗粒运动轨迹的模拟,气相流场的模拟选用RSM模型,颗粒运动轨迹的模拟采用随机轨道模型。连续相模拟结果表明:多效旋风分离器分离器的流场分布具有良好的对称性,切向速度分布左右对称,呈现M形分布,没有出现Lapple型旋风分离器气心左右摇摆的情况。离散相模拟结果表明:大颗粒较快地落入分离器下部而被分离;一部分小颗粒跟随气流在分离器内作旋转运动,直到最后被气流带出分离器而逃逸。本文还通过实验研究了直径250 mm的多效旋风分离器的分离性能和阻力性能。研究分离性能的实验结果表明,在10～14 m/s进口风速范围内,直径为250 mm的多效旋风分离器对粒径0.1～3μm颗粒的分离效率大于90%,对大于5μm颗粒的分离效率大于97%,压降在500～1100 Pa之间。风速大于16 m/s时,对粒径0.1～1μm颗粒的分离效率大于75%。实验将多效旋风分离器分成三部分分别研究其阻力性能,结果表明进口风速为5～30 m/s时:直径250 mm的多效旋风分离器总阻力系数为7.29,其中一级和二级预分离螺旋管的阻力系数分别为1.04和1.73,主体的阻力系数为4.52;直径为250mm的Lapple型旋风分离器的阻力系数为7.21。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
前言  10-12
1 文献综述  12-26
  1.1 选题背景  12-15
  1.2 除尘技术概况  15-20
  1.3 FLUENT 模拟软件简介  20-25
  1.4 旋风分离器分离理论  25
  1.5 本课题研究的内容和意义  25-26
2 Lapple 型旋风分离器气固两相流的数值模拟  26-34
  2.1 旋风分离器的数值模拟方法  26
  2.2 湍流模型  26-28
  2.3 物理模型  28-29
  2.4 结果与讨论  29-33
  2.5 本章小结  33-34
3 多效旋风分离器气固两相流的数值模拟  34-50
  3.1 结构和工作原理  34-35
  3.2 流场的数值模拟  35-45
  3.3 颗粒运动轨迹的数值模拟  45-48
  3.4 本章小结  48-50
4 分离性能的实验研究  50-66
  4.1 实验流程  50
  4.2 加料装置  50-54
  4.3 粒径分析  54-55
  4.4 原料选取  55-56
  4.5 实验装置  56-57
  4.6 实验步骤  57-58
  4.7 实验过程中应注意的问题  58
  4.8 实验结果  58-64
  4.9 本章小结  64-66
5 阻力性能的实验研究  66-74
  5.1 风速测量  66-69
  5.2 实验装置  69
  5.3 实验流程  69-70
  5.4 实验步骤  70
  5.5 计算方法  70
  5.6 实验结果  70-73
  5.7 本章小结  73-74
结论  74-76
参考文献  76-79
附录1 旋风分离器边界层分离理论  79-81
附录2 实验原料粒径分布  81-82
附录3 实验风速 5.9m/s 所用原料和上布袋物料粒径分布  82-83
附录4 实验风速 14m/s 所用原料和上布袋物料粒径分布  83-84
附录5 实验风速 21m/s 所用原料和上布袋物料粒径分布  84-85
致谢  85-86
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  86-87

多效旋风分离器的性能研究

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