張麗麗 張彥婷 張軍強(qiáng) 啜廣毅

摘要： 文章對(duì)除塵器內(nèi)氣流均布板的數(shù)值模擬方法進(jìn)行研究，利用三種不同的模擬方法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，研究“多孔跳躍”模型的應(yīng)用條件，為今后的模擬提供計(jì)算依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 數(shù)值模擬;氣流均布板;除塵器;多孔跳躍

中圖分類號(hào)： X701?? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A?? ?文章編號(hào)： 1672-9129（2018）09-0065-01

Abstract： ?this paper studies the numerical simulation method of the uniform distribution plate of the air flow in the dust collector， uses three different simulation methods to calculate， analyzes the accuracy of the calculation results， and studies the application conditions of the "porous jump" model. It provides the basis for future simulation.

Key words： ??numerical simulation;Air flow uniform plate;Duster;Porous jump

引言：隨著CFD軟件的普及，除塵設(shè)備中越來(lái)越多的工程設(shè)計(jì)采用CFD商業(yè)軟件來(lái)進(jìn)行氣流分布方案的模擬和設(shè)計(jì)[1]。

無(wú)論是電除塵器還是布袋除塵器，氣流分布直接影響除塵效率，因此，良好的氣流分布方案非常重要[2]。在模擬中，通常對(duì)實(shí)際尺寸的除塵器進(jìn)行建模，為便于計(jì)算，對(duì)內(nèi)部裝置進(jìn)行簡(jiǎn)化，本文通過(guò)對(duì)氣流均布板的一種形式——孔板進(jìn)行分析研究，得出不同模擬方法的計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性存在較大差異。

1 氣流分布板簡(jiǎn)介

氣流均布板很常見(jiàn)，形式多樣，目前孔板和格柵板居多。在通常的模擬中，為簡(jiǎn)化計(jì)算，提高設(shè)計(jì)效率，一般將氣流均布板設(shè)置為“多空跳躍”[3]，但是這種假設(shè)是否合理？特別是同一面上具有不同開(kāi)孔率的情況下。

以布袋除塵器為例，通常在進(jìn)口煙箱（變徑）設(shè)置兩層氣流分布板（采用孔板），下圖為本次模擬的研究對(duì)象，第一層孔板的開(kāi)孔率不一致，詳見(jiàn)圖2，第二層氣流均布板的開(kāi)孔率為50%。

2 氣流分布板的模擬方式

采用三種模擬方式進(jìn)行建模：

（1）原尺寸1：1建模

（2）保持孔隙率不變，為了便于計(jì)算采用2倍孔徑代替原開(kāi)孔尺寸。

（2）孔板設(shè)置為多孔跳躍模型

以Z為觀察面，在布袋區(qū)上游，氣流經(jīng)過(guò)第一層、第二層氣流均布板后，進(jìn)入布袋區(qū)。通常用Z面的速度分布作為氣流均布裝置是否合理的判據(jù)。

3 模擬結(jié)果分析

模擬結(jié)果如下：

由圖可見(jiàn)，在原尺寸建模的模擬結(jié)果顯示，底部風(fēng)速略大，中間（布袋區(qū)）風(fēng)速略低避免布袋破損，符合設(shè)計(jì)要求;二倍孔徑時(shí)，速度分布圖略有變形，中間的低速區(qū)縮小，底部的高風(fēng)速區(qū)變大，但是整體趨勢(shì)與圖（1）是一致的;而當(dāng)孔板設(shè)置為“多空跳躍”模型的時(shí)候，速度分布圖嚴(yán)重變形，中間的低速區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚賲^(qū)，而底部的高速區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榈退賲^(qū)，影響了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

可以看出，當(dāng)孔板具有不同開(kāi)孔率的時(shí)候，如果計(jì)算機(jī)能力滿足，盡量避免設(shè)置為“多空跳躍”，采用原尺寸建模或者在保持開(kāi)孔率的前提下放大孔徑以減少網(wǎng)格數(shù)量的方法，能夠保證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確度。因?yàn)?，多空跳躍是通過(guò)設(shè)定阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)孔板的模擬，能夠計(jì)算出不同開(kāi)孔率下不同阻力面對(duì)氣流方向的影響，卻不能模擬出孔（圓孔或其他形狀）對(duì)改變氣流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡的影響。對(duì)于不同開(kāi)孔率的氣流均布板的模擬來(lái)說(shuō)，模擬氣流的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡整個(gè)模擬過(guò)程中的關(guān)鍵。

4 結(jié)論

在氣流分布板的模擬中，同一斷面內(nèi)存在不同的開(kāi)孔率時(shí)，在數(shù)值模擬時(shí)，為保證流場(chǎng)模擬的準(zhǔn)確性，建議原尺寸建模;如果對(duì)計(jì)算的準(zhǔn)確度要求不高，計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力有限，可以用“多孔跳躍”模型代替;同一斷面內(nèi)的開(kāi)孔率一致時(shí)，為提高計(jì)算效率，氣流均布板可以簡(jiǎn)化為“多孔跳躍”模型進(jìn)行計(jì)算。

參考文獻(xiàn)：

[1]溫祖文， 田蒙奎. 無(wú)機(jī)陶瓷膜除塵器內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)， 2018， 3（41）： 193-197.

[2]楊燕珍， 溫發(fā)林. 袋式除塵器流場(chǎng)氣流均勻性的數(shù)值模擬[J]. 裝備制造技術(shù)， 2013， 9： 17-18.

[3]王福軍.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析-CFD軟件原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.