本文關(guān)鍵詞：帶直管的旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬和設(shè)計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著大氣污染的加劇,空氣質(zhì)量的降低,城市霧霾的增加,環(huán)境保護成為各個國家關(guān)心的重要議題。各國相既制定了嚴(yán)格的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)的制定對除塵技術(shù)提出了更高的要求。對于旋風(fēng)分離器而言,高效、新型的旋風(fēng)分離器的研制也得到進一步的發(fā)展。帶直管的旋風(fēng)分離器因在解決粉塵返混問題上具有優(yōu)越性而逐漸被重視和研究,但目前關(guān)于帶直管的旋風(fēng)分離器的相關(guān)研究相對較少。論文主要從帶直管的旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬和設(shè)計兩方面進行研究和分析的。分析和研究常規(guī)旋風(fēng)分離器的分離理論,數(shù)值模擬方法,確定采用雷諾應(yīng)力湍流模型(RSM)、固相離散相模型(DPM)模型,模擬帶直管的旋風(fēng)分離器的流場。首先將帶直管的旋風(fēng)分離器進行結(jié)構(gòu)的拆分和組合,形成四種不同排塵結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器(包含帶直管的旋風(fēng)分離器),通過進行相同邊界條件下的數(shù)值模擬,進行流場分析和分離特性對比,得到不同排塵結(jié)構(gòu)下的旋風(fēng)分離器流場的共性和異性,主要表現(xiàn)在：(1)四種排塵結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器分離區(qū)域的流場形式相同,切向速度分布相似,壓降相差不大。帶直管的旋風(fēng)分離器的并不因直管的增加,而改變原分離空間的外準(zhǔn)自由渦內(nèi)準(zhǔn)強制渦的組合雙渦結(jié)構(gòu)。(2)流場分布和分離特性存在著差異,帶直管的旋風(fēng)分離器內(nèi)旋流的軸向速度由于徑縮效應(yīng)較大,其速度比其他分離器高3m/s。由于延長了一段分離空間,在分離5μm以下的小粒徑的顆粒上,分離效率最高。數(shù)值模擬1.5D、1.75D、2.0D、2.25D、2.5D(其中D為筒體直徑)直管長度下的五個帶直管的旋風(fēng)分離器A、B、C、D、E,通過流場分析和分離效率對比,得出隨著直管長度的增加,流場的旋流速度,湍動能得到衰減,壓降逐漸降低。直管長度的增加會延長分離空間,但會帶來切向速度的衰減。分離效率并不隨著的直管長度的增加而單增或單減。由模擬結(jié)果得到旋風(fēng)分離器C的分離效率最高,壓降適中,確定最優(yōu)直管長度值為2倍的筒體直徑。并且在用Stairmand壓降公式預(yù)測帶直管的旋風(fēng)分離器的壓降時,對壓降模型中的摩擦損失系數(shù)q進行了修正,得到修正后的壓降值與模擬值結(jié)果相近,證明該修正方法的正確性。參考“入口風(fēng)速設(shè)計法”和確定的最優(yōu)直管長度,提出帶直管的旋風(fēng)分離器的簡易設(shè)計方法,并通過實例計算驗證了該方法的可行性,為單個帶直管的旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供一些有益的參考。此外,當(dāng)一個旋風(fēng)分離器無法滿足生產(chǎn)要求時,通常將多個旋風(fēng)分離器進行并聯(lián)布置,來達到生產(chǎn)要求。根據(jù)經(jīng)濟成本模型,提出帶直管的旋風(fēng)分離器組進行并聯(lián)布置的設(shè)計方法,為生產(chǎn)中的旋風(fēng)分離器組的優(yōu)化布置提供參考意見。
【關(guān)鍵詞】：帶直管的旋風(fēng)分離器 數(shù)值模擬 排塵結(jié)構(gòu) 直管長度 系數(shù)修正 設(shè)計 并聯(lián)布置
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X701.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究的目的及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究進展9-16
• 1.2.1 旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)改進的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 帶直管的旋風(fēng)分離器研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 旋風(fēng)分離器數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.4 旋風(fēng)分離器設(shè)計方法的概述14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線16-17
• 1.4 本文的創(chuàng)新點17-18
• 第2章 旋風(fēng)分離器的分離理論和數(shù)值模擬模型18-30
• 2.1 旋風(fēng)分離器的工作原理18-19
• 2.2 旋風(fēng)分離器的分離理論19-23
• 2.2.1 沉降分離理論19-21
• 2.2.2 平衡分離理論21-23
• 2.3 旋風(fēng)分離器的分離效率和壓降23-25
• 2.3.1 分離效率的介紹23-25
• 2.3.2 壓降的介紹25
• 2.4 氣固兩相分離模型25-29
• 2.4.1 氣相流場的求解25-28
• 2.4.2 氣相和顆粒相的相互作用28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 不同排塵結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬30-50
• 3.1 不同排塵結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器模型30-33
• 3.1.1 帶直管的旋風(fēng)分離器30-31
• 3.1.2 結(jié)構(gòu)組合31-32
• 3.1.3 結(jié)構(gòu)尺寸32-33
• 3.2 數(shù)值模擬方法33-37
• 3.2.1 湍流模型選擇33-34
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分34-35
• 3.2.3 邊界條件設(shè)置35
• 3.2.4 收斂性判斷35-36
• 3.2.5 數(shù)值模型正確性驗證36-37
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析37-48
• 3.3.1 流場分析37-46
• 3.3.2 顆粒軌跡追蹤46-47
• 3.3.3 分離效率和壓降47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第4章 不同直管長度的旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬50-60
• 4.1 不同直管長度分離器的結(jié)構(gòu)模型50-51
• 4.2 數(shù)值模擬方法51-52
• 4.2.1 模擬方法51
• 4.2.2 結(jié)果的可靠性驗證51-52
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果與分析52-59
• 4.3.1 旋風(fēng)分離器流場52-55
• 4.3.2 分離效率和壓降55-58
• 4.3.3 確定最優(yōu)直管長度58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 帶直管的旋風(fēng)分離器的設(shè)計60-71
• 5.1 帶直管的旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計60-63
• 5.1.1 確定筒體直徑60-62
• 5.1.2 確定其他結(jié)構(gòu)尺寸62-63
• 5.2 帶直管旋風(fēng)分離器的實例設(shè)計63-64
• 5.2.1 設(shè)計條件和步驟63
• 5.2.2 壓降和分離效率計算63-64
• 5.3 帶直管旋風(fēng)分離器組并聯(lián)布置的設(shè)計64-69
• 5.3.1 并聯(lián)布置的旋風(fēng)分離器65-66
• 5.3.2 經(jīng)濟成本模型66-67
• 5.3.3 實例運算67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文77

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本文編號：272503