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旋风分离器性能优化的研究

徐天猛  
【摘要】:前人对于旋风分离器性能优化已经做了大量的研究工作,得出了许多经验和结论。本课题研究内容是以前人研究所得出的结论作为理论依据,以锥体下端增设直管的单进口切流式旋风分离器为模型,锥体下端排出口为研究对象;采用CFD软件对锥体下端排出口直径D_d优化前后的模型进行流场进行三维数值模拟。对气相和颗粒相流场的模拟计算,分别采用雷诺应力模型RSM和离散相模型DPM中的随机轨道模型。研究表明,单进口式旋风分离器的流场呈非对称分布,而且气流尾涡在直管段有甩尾现象,随着D_d的增大气流甩尾减弱;灰斗进口处的气体流量并不为零,流量大小随着D_d的增大而增大,但过多气流进入灰斗会致使已收集颗粒被重新卷回流场,降低分离效率。增设的直管会将尾涡引入直管段,对颗粒能起到二次分离的作用,提高分离效率。在本课题研究中二次分离的作用对分离性的影响占主导地位,随着D-d的增大分离效率增大,而不是随着分离空间切向速度的稍微降低而减小。分离效率并不是随着D_d增大而一直增大,而是存在最佳的D_d使旋风分离器的分离效率达到最高。


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