旋風分離器計算結果

1、旋風除塵器性能的模擬計算一、 下圖為旋風除塵器幾何形狀及尺寸，如圖1所示，圖中D、L及入口截面的長寬比在數值模擬中將進行變化與調整，其余參數保持不變。圖1 旋風分離器幾何形狀及尺寸（正視圖）旋風分離器的空間視圖如圖2所示。圖2 旋風分離器空間視圖二、旋風分離器數值仿真中的網格劃分仿真計算時，首先對旋風除塵器進行網格劃分處理，計算網格采用非結構化正交網格，如圖3所示。圖3 數值仿真時旋風分離器的網格劃分（空間）圖4為從空間不同角度所觀測到的旋風分離器空間網格。圖4 旋風分離器空間網格空間視圖本數值仿真生成的非結構化空間網格數大約為125萬，當幾何尺寸（如D、L及長寬比）改變時，網格數會略有變化。

2、三、 對旋風分離器的數值模擬仿真采用混合模型，應用Eulerian（歐拉）模型，歐拉方法，對每種工況條件下進行旋風分離器流場與濃度場的計算，計算殘差<10-5，每種工況迭代約50000步，采用惠普工作站計算，CPU耗時約12h。以下是計算結果的后處理顯示結果。由于計算算例較多，此處僅列出了兩種工況條件下的計算后處理結果。圖5是L=1.3m，D=1.05m 入口長寬比1:3，入口速度10m/s時，在y=0截面（旋風分離器中心截面）上粒徑為88微米煙塵的體積百分數含量分布圖。可以明顯看出由于旋風除塵器的離心作用，灰塵被甩到外壁附近，而在靠近中心排煙筒下方筒壁四周，煙塵的體積濃度最大。粒徑88

3、微米煙塵的空間濃度分布(空間)粒徑88微米煙塵的濃度分布(旋風分離器中心截面)粒徑200微米煙塵的空間濃度分布(空間)粒徑200微米煙塵的濃度分布(旋風分離器中心截面)圖5 L=1.3m、D=1.05m、長寬比1:3，入口速度10m/s時煙塵空間分布粒徑88微米煙塵的空間濃度分布(空間)粒徑88微米煙塵的濃度分布(旋風分離器中心截面)粒徑200微米煙塵的空間濃度分布(空間)粒徑200微米煙塵的濃度分布(旋風分離器中心截面)圖6 L=2.3m、D=1.5m、長寬比1:1，入口速度15m/s時煙塵空間分布四、 計算結果計算中，首先確定幾何尺寸L，按照給定的兩種煙塵顆粒，分別對L=2.3m、L=1.

4、8m、L=1.3m、L=0.8m四種情況進行對比計算，對比計算結果為L=2.3m、L=1.3m時除塵效率較高。隨后的計算將采用此兩種尺寸繼續(xù)進行。a) 采用L=2.3m，分別計算入口速度V=15m/s、V=14m/s、V=13m/s、V=12m/s、V=11m/s五種情況，經比較V=15m/s除塵效率最高。b) 當旋風分離器進口速度為V=15m/s，改變旋風分離除塵器的出口直徑D，進行對比計算。旋風分離器直徑分別為D=1.05m、D=1.2m、D=1.35m、D=1. 5m，經比較計算D=1.05m時，旋風分離器分離效果最佳。c) 當旋風分離器進口速度V=15m/s、D=1.05m時，改變旋風

5、除塵器入口寬高比例進行對比計算，所選用的三個比例為1：3，3：1和1：1 。選擇寬高比例時，滿足入口截面積不變。經對比計算，當寬高比為1：3時旋風分離器分離效果最佳。這表明豎高型旋風分離器入口有利于旋風分離器的除塵。通過旋風除塵器的分離效率對比計算，可以清楚的看到，對于L=2.3m、L1.3m、出口直徑D=1.05m、入口寬：高為1：3、入口速度為V=15m/s，更有利于煙氣除塵，詳細計算結果如附表所示。12旋風除塵器性能對照表尺寸速度d_200入口d_200出口d_200效率d_88入口d_88出口d_88效率附加說明選速度經過對比L2.3、L1.8、L1.3、L0.8的計算結果，L2.3和

6、L1.3效果較好，故以下就此兩種尺寸展開計算L2.3_D1.35_1:111.0 0.011.79E-0599.82%0.012.88E-0371.17%12.0 0.011.90E-0599.81%0.012.68E-0373.17%13.0 0.011.77E-0599.82%0.012.47E-0375.31%14.0 0.011.95E-0599.81%0.012.33E-0376.71%15.0 0.011.98E-0599.80%0.010.002182778.17%優(yōu)根據上面模擬仿真結果速度為15m/s效率最高，故下面計算采用此速度進行對比計算選直徑L1.3_D1.05_1:11

7、5.0 0.018.95E-0799.99%0.010.001410485.90%優(yōu)L1.3_D1.2_1:115.0 0.013.16E-07100.00%0.011.60E-0383.99%L1.3_D1.35_1:115.0 0.013.64E-0699.96%0.010.002474875.25%L1.3_D1.5_1:115.0 0.015.19E-0599.48%0.010.003795462.05%L2.3_D1.05_1:115.0 0.016.32E-08100.00%0.010.001083489.17%優(yōu)L2.3_D1.2_1:115.0 0.012.92E-07100.

8、00%0.010.0014785.30%L2.3_D1.35_1:115.0 0.015.03E-0699.95%0.010.002425875.74%L2.3_D1.5_1:115.0 0.010.001999780.00%0.010.006944330.56%根據上面模擬仿真結果出口直徑D為1.05m除塵效率最高，故下面計算采用此直徑進行對比計算選入口比例L2.3_D1.05_1:315.0 0.011.87E-09100.00%0.010.000598494.02%優(yōu)L2.3_D1.05_3:115.0 0.011.07E-0699.99%0.010.00149185.09%L2.3_D

9、1.05_1:115.0 0.016.32E-08100.00%0.010.001083489.17%L1.3_D1.05_1:315.0 0.017.63E-10100.00%0.010.000351796.48%優(yōu)L1.3_D1.05_3:115.0 0.011.30E-07100.00%0.010.000685593.15%L1.3_D1.05_1:115.0 0.018.95E-0799.99%0.010.001410485.90%五、旋風分離器內部空氣流動跡線圖如下圖所示。尺寸速度d_200入口d_200出口d_200效率d_88入口d_88出口d_88效率附加說明 選速度經過對比L

10、2.3、L1.8、L1.3、L0.8的計算結果，L2.3和L1.3效果較好，故以下就此兩種尺寸展開計算L2.3_D1.35_1:111.0 0.011.79E-0599.82%0.012.88E-0371.17%12.0 0.011.90E-0599.81%0.012.68E-0373.17%13.0 0.011.77E-0599.82%0.012.47E-0375.31%14.0 0.011.95E-0599.81%0.012.33E-0376.71%15.0 0.011.98E-0599.80%0.010.002182778.17%優(yōu)根據上面模擬仿真結果速度為15m/s效率最高，故下面計算

11、采用此速度進行對比計算 選直徑L1.3_D1.05_1:115.0 0.018.95E-0799.99%0.010.001410485.90%優(yōu)L1.3_D1.2_1:115.0 0.013.16E-07100.00%0.011.60E-0383.99%L1.3_D1.35_1:115.0 0.013.64E-0699.96%0.010.002474875.25%L1.3_D1.5_1:115.0 0.015.19E-0599.48%0.010.003795462.05%L2.3_D1.05_1:115.0 0.016.32E-08100.00%0.010.001083489.17%優(yōu)L2.3

12、_D1.2_1:115.0 0.012.92E-07100.00%0.010.0014785.30%L2.3_D1.35_1:115.0 0.015.03E-0699.95%0.010.002425875.74%L2.3_D1.5_1:115.0 0.010.001999780.00%0.010.006944330.56%根據上面模擬仿真結果出口直徑D為1.05m除塵效率最高，故下面計算采用此直徑進行對比計算 選入口 比例 L2.3_D1.05_1:315.0 0.011.87E-09100.00%0.010.000598494.02%優(yōu)L2.3_D1.05_3:115.0 0.011.07E-0699.99%0.010.00149185.09%L2.3_D1.05_1:115.0 0.016.32E-08100.0