脉冲喷吹清灰流场与清灰性能分析
过滤除尘技术因具有除尘效率高、占地面积小等优点在工业除尘领域中得到广泛应用。部分粉尘经过过滤过程后附着在滤料上，定期清灰技术是除尘技术中必不可少的一环。理想的清灰效果可以维持系统稳定运行、延长滤料寿命。从研究滤料内部脉冲气流流场方向出发，探究侧壁压力峰值形成原因。上部开口散射器有效改善脉冲流场，应用于脉冲喷吹清灰系统中，以此改善脉冲清灰效果。 本文首先数值模拟褶皱型滤筒除尘器脉冲喷吹清灰动态过程，建立脉冲流场与侧壁压力动态联系，解析脉冲清灰效果评价指标-侧壁压力峰值形成机理。结果表明；脉冲气流的压缩作用先于气流速度作用于同一截面，所以侧壁压力随喷吹时间先上升后下降，同时滤筒上部截面上方出现涡流特征。在喷吹气流持续压缩作用与涡流导流作用下，滤筒上部侧壁压力升至峰值，其峰值沿轴向由322Pa增至1147Pa；滤筒中下部侧壁压力在气流持续压缩作用下到达峰值，沿轴分布平缓；在滤筒下部，侧壁压力在气流持续压缩作用下形成一次峰值后，因气流对侧壁的直接作用，升至更大的侧壁压力二次峰值。 其次，模拟不同喷吹压力、喷吹距离、滤筒长度工况脉冲喷吹清灰非稳态过程，研究不同脉冲流场结构对清灰性能的影响。结果表明：增大喷吹压力，气流压缩作用流导流作用增强，提高脉冲清灰强度但减小了脉冲清灰均匀性，增大喷吹距离，提高脉冲清灰均匀性。喷吹压力较小时，可适当减小喷吹距离，增强滤筒下部气流直接作用；而喷吹压力较大时，可适当增大喷吹距离，避免滤筒底部的气流回流作用。滤筒长度参数存在最优尺寸，滤筒长度L=1000mm工况下的脉冲清灰强度优于L=800mm、1200mm两种工况。 之后，针对传统脉冲喷吹清灰方式下，增大喷吹距离或喷吹压力，滤筒上部清灰效果没有明显改善问题，设计上部开口锥形散射器。通过模拟结果验证了散射器对喷吹来流存在较好的分流与导流作用，部分气流可直接作用于滤筒上部，滤筒上部清灰强度增大了53%，清灰不均匀性由0.52降到了0.33。 最后，加工三种不同锥度散射器，进行基于散射器的脉冲清灰系统实验，分析不同喷吹距离、安装高度、散射器锥度工况下的清灰强度与清灰均匀性。结果表明：喷吹距离150mm，59°安装距离200mm工况下，侧壁压力峰值强度及其分布不均匀系数分别为921Pa、0.16，脉冲清灰效果最佳。
过滤除尘;滤料清灰;脉冲流场;侧壁压力;清灰效果
西南科技大学
硕士
土木工程
胥海伦
2021
中文
TU834
2021-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）