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運用Fluent軟件對旋風-濾袋復合除塵器進行數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)存在氣流分配不均導致濾袋使用壽命過短的問題。分別引入3種導流板進行對比分析，結果顯示，布孔式Ⅲ型導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除塵器和濾袋除塵器兩種。旋風除塵器雖然具有結構簡單、制造方便等優(yōu)點，但對細微粉塵的去除效果差強人意；濾袋除塵器除塵效率高，但普遍存在糊袋問題，嚴重影響了濾袋的使用壽命。雖然可以將多級除塵器并聯(lián)使用達到除塵目的，但存在設備占地面積大、造價高等問題。旋風-濾袋復合除塵器將旋風和濾袋兩種除塵器組合為一體，既將兩種除塵器的優(yōu)點集為一體，還解決了空間占有率大等問題。
目前針對旋風-濾袋復合除塵器的研究還較少。廉繼堯設計了一款新型旋風-袋式復合除塵器，該產(chǎn)品提高了除塵效率，降低了袋式除塵器的除塵負荷，且對粒徑5μm以下的粉塵除塵效率達到99%；趙新義等也對新型復合除塵器進行了開發(fā)研究，通過將旋風分離器和袋式除塵器進行結合，組合生產(chǎn)了一款新式除塵器并投入應用，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)濟效益。本工作對目前市場存在的一種旋風-濾袋復合除塵器進行數(shù)值模擬分析，并通過引入導流板對其進行優(yōu)化。
1 旋風-濾袋復合除塵器的構造及機理
旋風-濾袋復合除塵器主要由旋風除塵和濾袋除塵兩部分組成，其結構見圖1，包括噴吹系統(tǒng)、進風口、灰斗、濾袋、筒體和出風口。含塵氣體首先通過進風口進入，并產(chǎn)生向下運動的旋轉(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，進入灰斗，完成一次除塵。未分離的細粉塵顆粒在內(nèi)旋氣流的帶動下進入濾袋除塵部分進行二級除塵，含細粉塵的氣流經(jīng)濾袋的充分過濾后由出風口排出。噴吹系統(tǒng)定時對濾袋進行反向噴吹，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-濾袋復合除塵器結構
1—噴吹系統(tǒng)；2—進風口；3—灰斗；4—濾袋；5—筒體；6—出風口。
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)進行統(tǒng)計，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-濾袋復合除塵器內(nèi)具有三維強旋流，且具有明顯各向異性的湍流特點，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：標準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。