氣流分布對濾筒除塵器不同進出口夾（jiá）角的（de）影響

  有很（hěn）多企業在生產加（jiā）工的過程中（zhōng），會產生大量的粉（fěn）塵顆粒，那（nà）粉（fěn）塵造成很大的汙染，隨著人（rén）們環保意識的不斷增強，粉塵治理問題已是迫在眉睫。粉塵治理工（gōng）藝和設備有很（hěn）多中，采用不同的工藝和設（shè）備，能夠處理不同大小顆粒的粉塵，濾（lǜ）筒除塵器（qì）治理（lǐ）粉塵，能（néng）夠一次性解決汙染的問題。

  國內對濾筒除塵器內部流場特征的研究相（xiàng）對（duì）較少，傳統的物理實驗受現有測量技術的限製，無法獲得除塵器內部詳細的（de）流場（chǎng）分（fèn）布，從而（ér）無法合理（lǐ）的預估實（shí）際生產中存在的問題，而且物理（lǐ）實驗造成的能源浪費（fèi）也較為嚴重，除（chú）塵器內部流場的分析屬於非線（xiàn）性流動問題，理論分析過於複雜，存在較多的人為因素。

  濾筒除塵器是一種治理工業粉塵的穩定的除塵設備，由於其除塵、占地麵積（jī）小（xiǎo）、檢修方便，鋼耗量少的優點，逐漸成為多數企業除塵設備。

  據相關資料介紹，影響除塵器除塵效率關鍵因（yīn）素是過濾風速和除塵室內的內部流場分布，過濾風（fēng）速可以根據顆粒物性、粉塵（chén）濃度等因（yīn）素來調節。

  近年來（lái），計算機（jī）技術的高速發展增加了計算機數值模擬的（de）可行性，可容易的實現複雜流動的模擬求解。

  本文將對濾筒（tǒng）除塵器的不（bú）同進出口夾（jiá）角對（duì）氣流流場的影響進行模擬研究，尋（xún）求不同進出口夾角對氣流分布均勻性的影響規（guī）律。

  1、除塵器概述

  濾筒除塵器是在布袋除塵器的基礎上，將濾袋升級為濾筒，以期實現提高過濾效率及增加過濾風量（liàng）的新（xīn）一代除塵產品;與布袋除塵器相（xiàng）比，不僅在過濾風量和過濾效率方麵了巨大的提高，同時濾筒除塵器具有（yǒu）低壓運行、低阻損等顯著優點。

  因此濾筒除塵（chén）器可以做（zuò）到結構緊湊，減少占地麵積，降低初期投資及運行維護（hù）成本。

  1.1 濾筒除塵器工作原理

  濾筒除塵器的過濾方式為表層過濾，含塵氣體由進（jìn）風（fēng）口進入除塵器後，由於空間的（de）擴大及導（dǎo）流板的氣流分布作用，氣流流速變（biàn）緩，含塵氣流中顆粒粗大的粉塵在重力和慣性力（lì）作用下落入灰鬥;而微細粉塵隨氣流進入除塵（chén）室（shì），由於布朗效（xiào）應以及濾筒的篩分作用，終使粉塵沉積在濾料表麵上（shàng），當濾（lǜ）筒兩側壓（yā）差達到設定值後脈衝清灰裝（zhuāng）置動作進行清（qīng）灰，使粉塵落入灰鬥（dòu）;淨化後的氣體進入淨氣室由排氣管匯（huì）集到（dào）出氣（qì）口經風機排出，落入灰鬥的粉（fěn）塵經卸灰（huī）閥（fá）排出（chū）除塵器。

  1.2 進出口位置對氣流的影響（xiǎng）

  據相關資料介（jiè）紹，影響除塵器除塵效率關鍵因素是粉塵性質（zhì）、濾筒材質、過濾風速和除塵室的氣流上升速度等因素有關。其次，還與清（qīng）灰方（fāng）法及清灰能力有關。

  對於粉塵性質、濾（lǜ）筒特性、和風速的研究較多，而對氣流的上升的研究較少。含（hán）沉氣（qì）流的（de）上升速度及流場主要受進風口位置和出風口位置影響。

  根據有關資料對側（cè）下進風、下進風、側中進風、側上進風等不同進風方式的分析，得出側中進風方式（shì）是進風方式。氣流在灰鬥和塵氣室（shì）內（nèi）沒有形成渦流，流場較為均勻。

  因此，在下文的模擬中采用側中進風的進氣方式。本文為探索不同出口方式（shì）對濾筒除塵器氣（qì）流分布均勻性的影響，采（cǎi）用進出口夾角為0°、90°和180°3種出口形式進行模擬分析。

  1.3 滲透率

  滲透率K是描述多孔介質性（xìng）質的一個關鍵參數，表征在外加壓力梯（tī）度的作用下一種流體通過多孔介質的容易程度。

  本例中含塵氣流在除（chú）塵器內部（bù）的（de）流（liú）動可看（kàn）作恒定不可壓縮流動，濾筒（tǒng）可看作有限厚度的薄膜，通過它的壓力變化定義為達西定律和附加內部損失項的結合（hé）：

  1.4 濾筒流量分配係數

  濾筒的流量分配係數是（shì）指每個濾筒實（shí）際處體流量與平均處體流量的比值，該參（cān）數可反應單個濾筒的（de）實際過濾情況，記作Kqi，其公式表示為：

  該係數越小，說明流量分布越均勻，對濾筒除塵器整體設計越好。

  2、建模

  濾筒除塵器內部結構較為複雜，若不對其進行簡化處理（lǐ），那麽除塵器流場的分析將會非常（cháng）複雜，以（yǐ）至於計算機無（wú）法完成計算，因此（cǐ），需要（yào）對除塵器的內部結構做適當簡化，假設如下：

  (1)濾筒除塵器（qì）主要處理粉塵對（duì）象為炭黑等輕質幹燥粉塵，因此，可將輕質粉塵和氣體的混合物看作是一種均勻（yún）介質，在進行數值模擬（nǐ）時（shí），將該氣固兩相（xiàng）流近似簡化成具有平均流體特性的單相流處理。

  (2)濾筒除塵器在實際運（yùn）行過程中，濾筒表麵的粉（fěn）塵量是不斷變（biàn）化的，而在此不進行動態分析，僅（jǐn）做些靜態模擬，即在粉塵層厚度的情況下做壓強（qiáng）、速度及流量分配等的分析。

  (3)濾（lǜ）筒結構（gòu）較為複雜，褶（zhě）數較多，對於數值分析的建（jiàn）模及計算不利，因此，將濾筒除塵器簡化為圓柱狀，其他（tā）相關設置參數做進一步相似改（gǎi）。

  根據模型簡化的規則，去除脈衝噴吹部分、連接部分以及清灰部分等，在SOLIDWORKS中創建的三維模型。

  根據某公司的除塵器模型，除塵器的尺寸為500mm×500mm，出口尺寸為200mm×1000mm，3種建模出口方位與方位的夾角分別0°、90°為和180°。

  將SOLIDWORKS中創建（jiàn）的三維模型導入Gambit進行有限（xiàn）元網格劃分，在Gambit中采用非結構化網格劃分技術進行網格劃分。

  網（wǎng）格劃分完成後導入SOLIDWORKS軟件中，依次點（diǎn）擊Mech→Polydedra→Convert Domain，經過短暫（zàn）的時間轉（zhuǎn）化後，將四麵體非結構化網格轉化為多麵體網格，提高計算效率。

  除塵（chén）器規格為濾（lǜ）筒個數6排8列，共48個，濾筒規格為150mm×1500mm，過（guò）濾總風量為6900m3/h，即濾筒過濾風（fēng）速約為0.8mm/min，本模擬中濾筒采用的是（shì）非覆膜式（shì），采用的濾筒（tǒng）滲透率（lǜ）α為1×10-5m2。

  為好的分析濾筒間氣流分布情況（kuàng），方便（biàn）下文敘述，現對濾筒進行編號，靠近進氣口的為列

  4、結論

  為探索不同進出（chū）口夾角對濾筒除塵器氣流分布均勻性的影（yǐng）響，采用進出口夾角為0°、90°和180°3種出口形式進行模擬分析，分（fèn）別從不同排和不同列的濾筒過濾風（fēng）量和綜（zōng）合流（liú）量分配係數的角度對比得出：出口位置會致與之鄰近的濾（lǜ）筒的過濾風量的提高。

  綜合考慮濾筒流量（liàng）分配係數和各濾筒過濾風量，在設計濾筒除塵器時，應盡量選用進出口夾角為（wéi）180°即進風口位置相對的氣流（liú）分布方式。

  濾筒除塵器針對這些行（háng）業（yè）的企業車間粉塵治理措（cuò）施的檢測和監督，讓每家企業都能做到環保生產。經過一係列的整（zhěng）頓措施，每個城市的環境（jìng）汙染了的。