本文選題：折板除霧器 + 液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)�。� 參考：《天津大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：在過(guò)程工業(yè)中氣相中夾帶的液滴如果進(jìn)入后續(xù)工藝會(huì)影響工藝的穩(wěn)定性,進(jìn)入后續(xù)設(shè)備可能造成設(shè)備的損壞,排放到大氣環(huán)境中則可能污染環(huán)境或造成物料損失。如何經(jīng)濟(jì)高效的解決這一問(wèn)題,具有重要意義。折板除霧器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓降低、不易堵塞、易于沖洗等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的折板除霧器只適用于截留顆粒粒徑大于10μm的液滴,本文擬在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn),拓展其應(yīng)用范圍,提高截留效率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)值模擬方法在折板除霧器的開發(fā)過(guò)程中應(yīng)用效果得到認(rèn)可。本文采用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT6.3對(duì)帶液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)的折板除霧器內(nèi)的流場(chǎng)及液滴軌跡進(jìn)行數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以期為工業(yè)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。采用歐拉-拉格朗日方法模擬兩相流動(dòng),對(duì)于氣相流場(chǎng)采用SST k-ω湍流模型,離散相采用DPM,不考慮氣液兩相的耦合,模擬除霧器內(nèi)部氣液兩相流動(dòng)狀態(tài)。數(shù)值模擬結(jié)果經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,確定該模擬方法的可靠性,然后研究了2~5m/s進(jìn)口氣速下,引入液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)前后的折板除霧器內(nèi)部流場(chǎng)和液滴軌跡的變化情況,對(duì)比了分離效率和進(jìn)出口總壓降兩個(gè)性能指標(biāo)。結(jié)果表明可見不同進(jìn)口氣速條件下,氣液兩相流場(chǎng)在液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)處產(chǎn)生了渦旋,增大了氣流湍動(dòng)能,同時(shí)高速區(qū)明顯增多,更有利于液滴的捕集,但同時(shí)進(jìn)出口壓降有所上升。分析發(fā)現(xiàn)液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度是影響流場(chǎng)、分離效率和進(jìn)出口壓降的主要因素。系統(tǒng)分析了該結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)通道內(nèi)的最大氣速值、高速區(qū)和低速區(qū)面積等參數(shù)流場(chǎng)變化參數(shù),以及液滴分離效率和進(jìn)出口壓降等性能參數(shù)的影響,獲得優(yōu)化的結(jié)構(gòu)參數(shù)。液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度選取為通道寬度的35%、48%和60%,對(duì)于三級(jí)結(jié)構(gòu)的除霧器,總共有27種的高度組合方式。結(jié)果表明在2~5m/s的進(jìn)口氣速下,建議將第二級(jí)液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度由通道寬度的48%增加到60%,同時(shí)盡量不增加第一級(jí)和第三級(jí)的液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度,但是當(dāng)液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度由通道寬度的35%增加到48%時(shí),建議改變第一級(jí)和第三級(jí)液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度,不改變第二級(jí)。最后得到2m/s進(jìn)口氣速下,各級(jí)液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度分別為通道寬度的48%、35%、48%時(shí),綜合性能最好;在4m/s的進(jìn)口氣速下,各級(jí)液滴輔助捕集結(jié)構(gòu)高度分別均為通道寬度的48%時(shí),綜合性能最好。
[Abstract]:The stability of the process will be affected if the droplets entrainment in the gas phase in the process industry is entered into the follow-up process, the equipment may be damaged by entering the follow-up equipment, and the discharge into the atmospheric environment may pollute the environment or cause material loss. How to solve this problem economically and efficiently is of great significance. Folding plate mist remover has been widely used because of its simple structure, low pressure, easy clogging and easy washing. However, the traditional folding plate mist remover is only suitable for retaining droplets with particle size larger than 10 渭 m. In this paper, the structure of the droplet is improved to expand its application range and improve the retention efficiency. With the rapid development of computer technology, the application effect of numerical simulation method in the development of folding plate mist remover has been recognized. In this paper, the flow field and droplet trajectory in the folding plate demister with droplet assisted capture structure are numerically simulated and optimized by the computational fluid dynamics software FLUENT6.3, in order to provide guidance for industrial design. Euler-Lagrangian method is used to simulate two-phase flow, SST k- 蠅 turbulence model is used for gas-phase flow field, and SST is used for discrete phase. The gas-liquid two-phase flow state is simulated without considering the coupling of gas-liquid two-phase. The numerical simulation results are verified by the literature data, and the reliability of the simulation method is determined. Then, the variation of the flow field and droplet trajectory in the fold-plate mist eliminator before and after the introduction of the droplet assisted capture structure under the inlet gas velocity of 2~5m/s is studied. The separation efficiency and the total pressure drop are compared. The results show that under different inlet gas velocities, the gas-liquid two-phase flow field produces vortex at the structure of droplet assisted capture, which increases the turbulent kinetic energy of the airflow, and increases obviously in the high-speed region, which is more favorable to the trapping of droplets. But at the same time import and export pressure drop has increased. It is found that the height of droplet assisted capture structure is the main factor affecting the flow field, separation efficiency and inlet and outlet pressure drop. The effects of the structure parameters on the flow field parameters, such as the maximum atmospheric velocity, the area in the high speed and the low speed regions, the separation efficiency of droplets and the pressure drop of the inlet and outlet are systematically analyzed. The optimized structure parameters are obtained. The height of droplet assisted capture structure is 35% of channel width and 60% of channel width. There are 27 kinds of height combination methods for the third order structure fog remover. The results show that under the inlet gas velocity of 2~5m/s, it is suggested that the height of the secondary droplet assisted trap structure should be increased from 48% of the channel width to 60%, while the height of the first and third stage droplet assisted trap structure should not be increased as much as possible. However, when the height of droplet assisted capture structure increases from 35% of the channel width to 48%, it is suggested to change the height of the first and third level of droplet assisted capture structure without changing the second stage. Finally, under the inlet gas velocity of 2m/s, the height of each level of droplet assisted capture structure is 4835 of the channel width, and at 48, the comprehensive performance is the best; under the inlet gas velocity of 4m/s, the height of the various droplet auxiliary capture structure is 48g of the channel width, Comprehensive performance is the best.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ051

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本文編號(hào)：1809497