旋风分离器计算结果.doc

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旋风除尘器性能的模拟计算
下图为旋风除尘器几何形状及尺寸 ,如图1所示 ,图中D、L及入口截面的长宽比在数值模拟中将进行变化与调整 ,其余参数保持不变。
图1 旋风分离器几何形状及尺寸（正视图）
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旋风分离器的空间视图如图2所示。
图2 旋风分离器空间视图
二、旋风分离器数值仿真中的网格划分
仿真计算时 ,首先对旋风除尘器进行网格划分处理 ,计算网格采用非结构化正交网格 ,如图3所示。
图3 数值仿真时旋风分离器的网格划分（空间）
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图4为从空间不同角度所观测到的旋风分离器空间网格。
图4 旋风分离器空间网格空间视图
本数值仿真生成的非结构化空间网格数大约为125万 ,当几何尺寸（如D、L及长宽比）改变时 ,网格数会略有变化。
对旋风分离器的数值模拟仿真
采用混合模型 ,应用Eulerian（欧拉）模型 ,欧拉方法 ,对每种工况条件下进行旋风分离器流场与浓度场的计算 ,计算残差<10-5 ,每种工况迭代约50000步 ,采用惠普工作站计算 ,CPU耗时约12h。
以下是计算结果的后处理显示结果。由于计算算例较多 ,此处仅列出了两种工况条件下的计算后处理结果。
图5是L= ,D= 入口长宽比1:3 ,入口速度10m/s时 ,在y=0截面（旋风分离器中心截面）上粒径为88微米烟尘的体积百分数含量分布图。可以明显看出由于旋风除尘器的离心作用 ,灰尘被甩到外壁附近 ,而在靠近中心排烟筒下方筒壁四周 ,烟尘的体积浓度最大。
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粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间)
粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)
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粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间)
粒径200微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)
图5 L=、D=、长宽比1:3 ,入口速度10m/s时烟尘空间分布
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粒径88微米烟尘的空间浓度分布(空间)
粒径88微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)

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粒径200微米烟尘的空间浓度分布(空间)
粒径200微米烟尘的浓度分布(旋风分离器中心截面)
图6 L=、D=、长宽比1:1 ,入口速度15m/s时烟尘空间分布
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计算结果
计算中 ,首先确定几何尺寸L ,按照给定的两种烟尘颗粒 ,分别对L=、L=、L=、L= ,对比计算结果为L=、L=。随后的计算将采用此两种尺寸继续进行。
采用L= ,分别计算入口速度V=15m/s、V=14m/s、V=13m/s、V=12m/s、V=11m/s五种情况 ,经比较V=15m/s除尘效率最高。
当旋风分离器进口速度为V=15m/s ,改变旋风分离除尘器的出口直径D ,进行对比计算。旋风分离器直径分别为D=、D=、D=、D=1. 5m ,经比较计算D= ,旋风分离器分离效果最佳。
当旋风分离器进口速度V=15m/s、D= ,改变旋风除尘器入口宽高比例进行对比计算 ,所选用的三个比例为1：3 ,3：1和1：1 。选择宽高比例时 ,满足入口截面积不变。经对比计算 ,当宽高比为1：3时旋风分离器分离效果最佳。这表明竖高型旋风分离器入口有利于旋风分离器的除尘。
通过旋风除尘器的分离效率对比计算 ,可以清楚的看到 ,对于L=、、出口直径D=、入口宽：高为1：3、入口速度为V=15m/s ,更有利于烟气除尘 ,详细计算结果如附表所示。
旋风除尘器性能对照表
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
附加说明
选速度
、、、 , ,故以下就此两种尺寸展开计算
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