【摘要】：大氣污染的最重要影響因素就是總懸浮微粒物的污染,尤其是PM2.5顆粒的污染,它是造成霧霾現(xiàn)象和呼吸道疾病的根源�，F(xiàn)有的調(diào)查表明,PM2.5的顆粒排放中,工業(yè)排放的比例達(dá)到60%�，F(xiàn)有的靜電除塵器或布袋除塵器可以分離氣體中的PM2.5顆粒,但存在成本太高或者二次污染等問題。傳統(tǒng)的旋風(fēng)除塵器雖然成本低,但對(duì)于PM2.5小粒徑顆粒物的分離效率太低。為了提高旋風(fēng)分離器對(duì)小粒徑顆粒的分離性能,劉根凡教授發(fā)明了一種徑向噴射規(guī)整旋流分離器,利用離心分離的原理,可以分離1微米粒徑的顆粒。本文針對(duì)徑向噴射規(guī)整旋流分離器進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究。在分離效率的理論研究部分,基于連續(xù)性方程計(jì)算了徑向噴射規(guī)整旋流分離器各分離空間的速度分布,基于顆粒的受力平衡方程推導(dǎo)了基于“停留時(shí)間”的顆粒臨界分離的切割粒徑計(jì)算公式,并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定了分級(jí)分離效率的理論計(jì)算模型。討論了分級(jí)分離效率與幾何參數(shù)、體積流量的關(guān)系。在壓力損失的理論研究部分,根據(jù)徑向噴射規(guī)整旋流分離器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和流場(chǎng)特征,按壓力損失的形成原因分為局部阻力損失和沿程阻力損失兩大類,分三段獨(dú)立的流道分別分析其壓力損失。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)各段的局部壓降阻力系數(shù)進(jìn)行確定,得到分段的壓降計(jì)算公式和得到總壓降計(jì)算公式。在實(shí)驗(yàn)研究部分,根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)加工3種不同筒體直徑的樣機(jī)進(jìn)行了壓降和分離效率的測(cè)試�；谠囼�(yàn)結(jié)果對(duì)入口形式進(jìn)行改進(jìn),入口壓降減小了30%。改進(jìn)入口尺寸之后,對(duì)模型的筒體直徑進(jìn)行了1.2和0.8倍尺寸縮放,用滑石粉顆粒分別對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了壓降和分離效率測(cè)試。實(shí)驗(yàn)研究了一組體積流量和筒體直徑對(duì)各部分壓降影響,對(duì)比了壓降的理論計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果誤差。采用滑石粉顆粒對(duì)分離效率進(jìn)行了測(cè)試,通過稱重加入滑石粉的重量和逃逸滑石粉的重量,計(jì)算總分離效率；通過對(duì)加入滑石粉和布袋收集的逃逸的滑石粉的粒徑分析結(jié)果,計(jì)算切割粒徑和分離效率。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,對(duì)不同幾何尺寸的分離器的分離效率存在一個(gè)體積流量的最佳值。為了深入研究最佳體積流量的影響機(jī)理,采用Fluent軟件對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)形式的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果驗(yàn)證了小顆粒分離效率高的原因是由于顆粒一進(jìn)入分離空間就獲得較大的徑向加速度,以較高的徑向速度向分離器壁面運(yùn)動(dòng),同時(shí)向底部運(yùn)動(dòng),有利于細(xì)小顆粒的收集,這是本結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點(diǎn)。體積流量對(duì)不同筒體直徑的分離器切向速度和軸向速度分布影響也不同,主要是由于不同幾何尺寸導(dǎo)致軸向速度分布變化,進(jìn)而引起切向速度分布和分離效率的變化。模擬結(jié)果表明：對(duì)于D=140mm筒體直徑,最佳體積流量在42m3/h,模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果一致。
【圖文】：

將旋風(fēng)分離器的分離理論模型分為＂平衡軌道模型’’、‘俾留時(shí)間’模型＂和＂混逡逑合’模型。逡逑平衡軌道模型口ｌ（Ｂａｒｔｈ，１Ｍ６年最早提出），，也稱之為‘飾分模型氣圖１．３所示），逡逑其原理：假設(shè)沿旋風(fēng)除塵器的升氣管向下存在一個(gè)圓柱ＣＳ面，在徑向方向上，ＣＳ逡逑面上的顆粒（直徑為ｄ）受到的離也力和阻力滿足動(dòng)力學(xué)平衡方程。由于離也力與逡逑，，邋邐邐逡逑

根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)的動(dòng)量巧平巧分析旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的切向流動(dòng)，但忽略n

本文編號(hào)：2561139