發(fā)布時間：2020-09-12 11:10

　　 PV型旋風(fēng)分離器已在全國石油催化裂化等高溫工業(yè)過程中得到了廣泛應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。隨著國家節(jié)能減排行動的持續(xù)推進(jìn),對旋風(fēng)分離器技術(shù)也提出了“效率更高、壓降更低”的要求。本論文采用數(shù)值模擬與實驗的方法,考察了進(jìn)氣口和排氣管的結(jié)構(gòu)改進(jìn)對PV型旋風(fēng)分離器效率與壓降的影響,為PV型旋風(fēng)分離器的減阻提效設(shè)計提供基礎(chǔ)研究支持。論文的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:PV型旋風(fēng)分離器的進(jìn)氣口形狀為矩形,存在入口氣速分布不均的問題,容易加劇頂灰環(huán)、短路流等現(xiàn)象,影響分離效率。論文針對該問題分別研究了入口增設(shè)導(dǎo)流板、改變?nèi)肟谛螤畹姆桨�。針對旋風(fēng)分離器排氣管內(nèi)的湍流損失較大的問題,考察了加排氣管中置物占據(jù)排氣管中心湍流區(qū)以減阻的方案。入口處加導(dǎo)流板能增大分離器內(nèi)外旋流的切向速度,使顆粒受到的離心力變大,提高分離效率;徑向速度減小,從而減少短路流現(xiàn)象;但同時分離器的壓降也會升高。在導(dǎo)流板與分離器入口之間開縫、將導(dǎo)流板外擴有助于緩解分離器內(nèi)回旋氣流撞擊進(jìn)氣口壁面,從而減少壓力損失:導(dǎo)流板高度隨入口向里遞減的設(shè)計有助于一部分氣體從導(dǎo)流板與頂板之間的縫隙直接進(jìn)入環(huán)形空間,減少頂板下方的二次環(huán)流,減少頂灰環(huán),從而增大分離效率。與傳統(tǒng)的矩形入口的旋風(fēng)分離器相比,采用半梯形進(jìn)氣口能夠降低傳統(tǒng)旋風(fēng)分離器進(jìn)氣口截面上的氣速分布的差異,及其帶來的流量分布不均的問題;并且半梯形口有助于提高流場內(nèi)的切向速度,可增加顆粒受到的離心力;同時有利于延長自然旋風(fēng)長,減小顆粒在膨脹倉和料腿位置的返混,提高分離效率。排氣管中加入圓柱形中置物能夠降低分離器的壓降,但效率也有一定程度的降低。隨著中置物插深的增加,切向速度呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢,因而中置物插入較淺時效果不佳。分離效率和壓降隨著中置物插深增加先降低后升高。這是因為當(dāng)中置物插入深度較大時,分離空間流場的穩(wěn)定性增強,分離空間的切向速度峰值升高,中置物起到了“穩(wěn)渦”的作用。但用中置物占據(jù)排氣管中心后,排氣管內(nèi)的切向速度峰值也變大,湍流損失并未得到顯著改善,因而降阻效果不明顯。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE96
【部分圖文】：

器中做螺旋運動后到達(dá)錐體的某一位置處，流反轉(zhuǎn)成為上行流，運動至排氣管，從而被排度也是一個重要的幾何參數(shù)，有許多研究者應(yīng)的最優(yōu)插深。有研究表明，排氣管插入深，氣體被迫做的繞流運動越多，壓力損失越插深太小，入口進(jìn)入的顆粒容易從入口直接個分離過程，使分離效率下降。體下部，用于收集旋風(fēng)分離器捕集到的顆粒至關(guān)重要：直徑過大，進(jìn)入灰斗的氣流過多小，會導(dǎo)致顆粒堆積在排塵口，影響收集。錐體壁面的磨損較大。

a) b) c)圖 1.2 旋風(fēng)分離器的三維速度分布[11]1)切向速度分布 2)軸向速度分布 3)徑向速度分布Fig.1.2 Three-dimensional velocity profiles in cyclone圖 1.3 旋風(fēng)分離器的切向速度分布[6]Fig.1.3 Tangential velocity profile in cyclone

- 6 -圖 1.3 旋風(fēng)分離器的切向速度分布[6]Fig.1.3 Tangential velocity profile in cyclon從分離器中心到“最大切向速度面”的運動，切向速度與半徑的比值為常數(shù)，uCr= （C 為常數(shù)） 區(qū)域是Ⅱ區(qū)，該區(qū)域的氣體一般稱為半

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本文編號：2817553