袋式除尘器箱体内部流场的数值模拟
关于电除尘器气流分布数值模拟的一些注意事项
1.一般气流的测定断面选择在每个电场的入口侧且紧靠收尘极板处，因为该断面的气流均布性能代表相应电场的气流流动情况，测定断面与进气烟箱的气流分布板距离应大于孔径的8～10倍，以防穿过孔板的射流影响其测定效果[34]。
通过对电除尘器中气流流动状况的分析可以发现气流穿过分布板后达到稳定的距离约在0.7m～1.0m，故测量断面应设在距离分布板1m左右的地方，测点只要保证在水平方向上每个通道上布设一个、垂直方向上两测点之间的距离不大于1m即可（模型内同比缩小）。
电除尘技术标准里规定进行气流均布测试时，一个测试断面至少要布设个64测点。
对于在一除尘器内串连几个电场的情况，由于第一电场的气流均布性较其它电场差，所以仅测定第一电场入口断面上的气流分布情况即可.2 采用CFD方法对流体流动进行数值模拟，通常包括如下步骤：（1）建立反映工程问题或物理问题本质的数学模型。
具体地说就是要建立反映问题各个量之间关系的微分方程及其相应的定解条件.（2）寻求高效率、高准确度的计算方法，即建立针对控制方程的数值离散化方法，如有限差分法、有限元法、有限体积法等。
（3）编制程序和进行计算。
这部分工作包括网格划分、初始条件和边界条件的输入、控制参数的设定等电除尘器气流均布的评价标准:3气流分布装置:为防止烟尘沉积，静电除尘器入口管道气流速度一般为 10～18m/s，静电除尘器内气体流速仅 0.5～2m/s.气流分布装置的设计原则:1极板上下空间，极板与壳体间的空间，应设阻流板，减少未经电场的气体带走粉尘。
2即第二层分布板的阻力系数比第一层大，这就能使气体分布较均匀多孔板上的圆孔φ 30～80mm分布板若设置在除尘器进出口喇叭管内，为防止烟尘堵塞，在分布板下部和喇叭管底边留有一定间隙，其大小按下式确定。
δ =0 .02h 式中，δ为分布板下部和喇叭管底边间的间隙，h 为工作室的高度.计算:湍动粘度μt可表示成k=0.617 和ε=0.2 的函数，即图片1 图片2图片34计算方法：对于给定的压力场（可以是假定的值，或是上一次迭代计算所得到的结果），求解离散形式的动量方程，得出速度场。
基于CFD对袋式除尘器流场的分析
图3
烟气轨迹
3. 2
滤袋过滤风速分布 图 4 为沿高度方 向单条 滤袋 过滤风 速分 布图。在 滤袋
上取 3 组过滤风速进 行分析 , 可 以看到 , 沿 滤袋高 度方 向过 滤风速逐渐增大 , 虽然实验设计过滤风速只有 1 m/ min, 但靠 近袋口附近区域过滤风速 则达 到设计 过滤 风速的 5~ 6 倍。 这是由于抬升气流沿滤袋间隙上升的过程中 , 遇到花 板的阻 挡往下流动 , 又与上升的气流汇合 , 汇合后的气流流速降 低 , 造成袋口附近的过滤风速过大。
参考文献 [ 1] 邓聚龙 . 灰色系统理论 [ M] . 武汉 : 华中科技大学出版社 , 2002: 54 - 82. [ 2] 王瑛 , 周宾 . 清洁生产模 式在废水 再生中的 应用与效 益 [ J ] . 工业 ( 收稿日期 : 2009- 10- 09) 安全与环保 , 2006, 32( 4) : 14- 15. [ 3] 周宾 . 洛轴工 业废水 处理与 回用工 程设计 运行 介绍 [ J] . 给水 排 水 , 2002( 4) : 36- 39. [ 4] 邓聚龙 . 灰色预测与灰色决策 [ M] . 武汉 : 华中科技 大学出版 社 , 2002: 77- 91. [ 5] 刘思峰 , 党耀国 , 方志耕 . 灰色系统理论及其应用 [ M] . 北京 : 科学 出版社 , 2004. [ 6] 宋新山 , 邓伟 . 环境数学模型 [ M] . 北京 : 科学出版社 , 2004: 262 - 269, 342- 345. [ 7] 宋中民 , 张署红 . 灰色系统的 分离建模 方法 [ J ] . 系统 工程理论 与 实践 , 2002, 22( 5) : 103- 107. [ 8] 骆公志 , 崔杰 , 谢乃明 . 灰色 GM ( 1, 1) 模型 新的改进 方法 [ J] . 统 计与决策 , 2008, 22: 11- 13. [ 9] 戢启宏 . 构建环境监测管理决策支持系统的初步设想 [ J] . 环境 监 测管理与技术 , 2003, 15( 3) : 1- 3, 7. 作者简介 周宾 , 男 , 1978 年生 , 河南南阳人 , 助理工程 师 , 博士研 究 生 , 主要从事循环经济与可持续发展研究 。 陈兴鹏 , 男 , 1963 年生 , 甘肃庆阳人 , 教 授 , 博士后 , 博士生导 师 , 主要从事生态经济与可持续发展科研与教学工作 。
大型电袋复合除尘器均流布置的数值模拟与研究
大型电袋复合除尘器均流布置的数值模拟与研究孙超凡;龙新峰;于兴鲁;楼波【摘要】以某电厂600 MW机组电袋复合除尘器为研究对象,使用Pro/E软件,建立了3D模型,采用数值分析方法,重点研究了大型电袋复合除尘器内部的流场分布.模拟过程中,设定布袋的界面为多孔介质阶跃边界条件,电除尘器内部的气流通过改变气流分布板来调整.模拟结果显示,气流分布板设置与否、设置数量及开孔率对电除尘区速度分布有较大影响:在电除尘区的气流分布均匀性最佳时,电除尘区气流平均速度为0.78 m/s,相对均方根为0.279 9,布袋除尘区速度为0.6 m/s:在第3层气流分布板上改进开孔孔径,可有效解决电除尘区第1组灰斗内的涡流现象,从而可提高除尘效率.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2013(046)010【总页数】6页(P140-145)【关键词】电袋复合除尘器;气流分布;数值模拟;气流分布板【作者】孙超凡;龙新峰;于兴鲁;楼波【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;华南理工大学,广东广州 510640;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;华南理工大学,广东广州 510640;华南理工大学,广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TM621.9;X5130 引言保护环境和可持续发展已成为中国的一项基本国策。
2003年，燃煤锅炉烟尘排放国家标准为50 mg/m3，但按照新颁布的国家标准GB13223—2012《火电厂大气污染物排放标准》，一般地区的燃煤电厂烟尘排放浓度限值为30 mg/m3，重点地区的排放限值为20 mg/m3。
沿海及经济发达地区要求更加严格，如北京地方标准DB11/139—2007《锅炉大气污染物排放标准》对新建燃煤电厂锅炉要求的烟尘排放浓度为10 mg/m3，在用锅炉也不能超过20 mg/m3。
目前，燃煤电厂普遍采用的是静电除尘器，而静电除尘器对微细粒子的捕集能力有限，在上述所列环保标准要求下，通常的四电场或五电场静电除尘器已经无法满足排放要求[1]。
袋式除尘器气流分布数值计算研究
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｎ ｕｍ ｅｒ ｉ ｃ ａｌ ｃ ａｌ ｃｕｌ ａｔ ｉ ｏｎ． Ｇａ ｓ Ｆｌ ｏｗ Ｄｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂｕｔ ｉ ｏｎ ． ｂａｇ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅｒ ：
下 游 滤 袋单 元 处理 气 量偏 大 ， 中 游 滤 袋 单元 处理 气 量 较 小 ， 最 大 流 量 与 最 小 流 量偏 差 为 ２ ２ ． ３ ％； 靠近除 尘器进 １ ： ２ 处
灰 斗 内 存在 气 流 回 流 特 性 ， 易造 成 粉 尘 的 二 次 附 着 现 象 。 关键词 ： 数值计 算； 气流分布 ； 袋 式 除 尘 器
流动 ， 整个 计算 过程 为等 温过 程 。通 过试 算 比较 ， 本
文 采用 了适 用 范 围广 的标 准 ｋ一８湍 流模 型 计 算袋 式 除尘 器 内气 流流动 ， 连 续性方 程 ：
—— ＋ ＋ —— ＋ ＋ —— ： 一 ＝ ： ｕ ： 一
袋 式 除尘器 内各 除尘 室及 各 除尘单 元之 间 的气流 分 布 是否 均匀 直接 关 系到 除尘 系统 的运行 阻力 及滤 袋 的使用 寿命 ， 是袋 式 除尘器 的关 键技 术之 一 ， 也是 目 前 燃煤 电厂 应用 大 型袋式 除尘 器普 遍关 注 的问题 之
胡厚 堂 ， 陆 斌
（ 国电环境 保护 研究 院 ， 江苏 南 京
２ １ ０ ０ ３ １ ）
摘要： 采 用 结构 化 ／ 非 结 构 化 混 合 网格 技 术 、 多孔 介 质 模 型 及 一 两 方 程 湍 流模 型 ， 对 某 袋 式 除 尘 器及 进 出 口管 道 内 的 气 体 流 场 进 行 了数 值 计 算 。 计 算 结 果 表 明 ， 合理布置导流板 后 ， 袋式除 尘器两箱体 流量偏 差为 １ ． ８ ％； 除尘 器
布袋除尘器结构改进的数值模拟研究(精)
。与其他除尘装置相比， 布袋除尘器
［3 ］
具有
Fluent 软件对 DMC180 型袋式除尘器内流场进行了 得到了不同处理风量和过滤介质表现 二维数值模拟， 渗透率条件下的滤袋过滤速度和颗粒沉积量分布规 并指出了该袋式结构设计缺陷和改进方向 。 总结 律， 前人的经验可以看出， 计算流体力学软件广泛应用于 流体流动的数值模拟。 本文主要是利用 Fluent 软件 并对其进行 对布袋除尘器气固两相流进行数值模拟 ， 结构改进， 对比了改进前后的流场以及速度的分布 情况。 1 1. 1 三维建模及网格划分 几何模型 布袋除尘器的几何模型如图 1 所示， 整个装置分
0
引
言
行了数值模拟， 分析了气流速度场和压力场， 并模拟 认为 Fluent 软件可以很 了导流板对内部流场的影响， 好的应 用 于 布 袋 除 尘 器 的 流 场 模 拟。 高 晖
［7 ］
工业高速发展所带来的环境污染问题日益严峻 ， 也催生了各种高效的除尘设备广泛应用于工业废气 处理
［12 ］
等用
［8 ］
为三 部 分： 上 箱 体、 中 箱 体、 积灰斗
。上 箱 体 长
5 790 mm、 宽 4 350 mm， 上箱体顶部左低右高， 左右 侧高度分别为 3 260 mm 和 3 362 mm。 烟气出口为 直径为 1 500 mm， 圆心与上箱体左侧距离 圆形出口， 为 3 350 mm； 中箱体长 6 700 mm、 宽 4 350 mm、 高 7 000 mm， 进口布置在箱体右侧， 长宽分别为 2 400 ， 1 500 mm。滤袋直径为 130 mm， 长 6 m， 滤袋为 20 排 26 列， 间距 200 mm ˑ 200 mm， 共 520 个滤袋。 积灰 较长侧边的棱柱面与水平面 斗结构为倒四棱柱形状， 的夹角为 81ʎ ， 较短 侧 边 的 棱 柱 面 与 水 平 面 的 夹 角 为 45ʎ 。
脉冲喷吹袋式除尘器气流分布模拟实验研究
图 ４ 测量面对称轴 Ｏ－ Ｏ’上风速与位置的关系
根据所测各测量点及 Ｏ － Ｏ ’轴上的速度距离曲 线和各测点的测量值可以看出， 气流在除尘器内部分 布很不均匀。气流从进气口进来后， 直接运动到除尘 器和灰斗后壁， 并沿着后壁向上运动， 因此在除尘器 后部的风速比较高； 而在除尘器内部， 气流速度相对 较小， 后部与前部的风速比甚至达到了 ４ 倍以上。同 时， 在除尘器后壁与侧壁形成的两个夹角区域的气流 速度也相比较高。总体来说， 在没有采取气流均布措 施时， 除尘器内部流场分布很不均匀， 前后风速相差 巨大， 不利于除尘器的运行和保养。因此， 采取适宜的 气流均布措施是必要的。 ３．２．２ 采用栅格导流板时的气流分布情况
图 ２ 除尘器模型测点分布图
在模型的进出口管道上分别设有测压孔， 用 Ｕ 型压力计测量袋式除尘器进出口压差， 实验装置配套 风机为轴流风机。风速测量采用北京测量仪器厂生产 的数字热球风速仪。
２ 实验方法及评价标准
２．１ 气流均布性的判定 脉冲喷吹袋式除尘器内部断面各点的气流速度
不可能完全相同， 因此对于除尘器内气流的均布性要 有一个测定标准。关于均布性的测定标准比较多， 通 过比较我们决定采用美国 ＲＭＳ 标准的判定方法， 即 相对均方根法。其判定公式为：
１６０， １８０， ２８０
１８
３
１６０， ２１０， ２１０
１６０， １８０， ２８０
（ １） 由于内部平均风速大概在 ０．５ｍ／ ｓ 左右， 因此 在截面上的最大风速不宜过高， 同时速度关系曲线最 好能分布在 ０．５ ｍ／ ｓ 这个值附近。
（ ２） 由于靠近除尘器后壁与侧壁夹角区域速度都 相对较大， 而且比对称轴上靠近后壁部分点的速度 要大的多， 而且在夹角部分的速度不均匀度导致了 均方根值较大。因此， 在速度曲线上靠近后壁处的测 量点的速度不宜过高。
袋式除尘器内部流场的数值模拟_潘伶
在大容量的三维数值模拟计算中， 网格划分是 。 Gambit 一个重要的问题 本文利用 软件对计算区
2
除尘器原设计模型数值模拟
（ i， j = 1， 2， 3） （ 2）
图 2 是除尘器原设计模型中内部气流的轨迹线
2752
环 境 工 程 学 报
第6卷
图， 图 2 （ a） 是从除尘器钢结构对称面看， 图 2 （ b） 是 从图 2 （ a） 的反向看。 图 3 是不同截面的速度分布 气流从进气口进入后， 沿着斜隔板 云图。由图可见， 向前冲击， 与前壁面发生强烈碰撞， 碰撞后， 气流主 要分成两部分。一部分气流直接向近壁面的几个气 室发展， 造成这几个气室内部的气流相对比较紊乱 ， 并且在这几个气室的滤袋底部形成速度相对较大的 射流， 造成这些滤袋底部长时间受到高浓度含尘气 这部分气流在形成射流后， 直接撞 流的冲刷。同时， ， ， 击灰斗的侧壁面 并沿着侧壁面上爬 这些上爬的气 流也使近壁面的滤袋受到较严重的冲刷， 加剧滤袋 的磨损。另一部分与前壁面碰撞的气流， 向下沿灰 在灰斗内形成较大的涡流， 涡流沿着 斗的壁面绕流， 灰斗的另一个壁面上升， 会出现二次扬尘的现象， 这 些粉尘被气流重新带到滤袋， 加重滤袋的负荷， 也增 大了除尘器内部的流动阻力。第一气室内部的气流 相对比较紊乱， 部分原因是涡流在灰斗的前壁面处 向上爬升进入第一气室。
Numerical simulation of flow field in bag filter
Pan Ling Yang Yanzhen
（ College of Mechanical Engineering and Automation， Fuzhou University， Fuzhou 350108 ， China）
袋式除尘器滤袋内流场的数值模拟及计算
袋式除尘器滤袋内流场的数值模拟及计算葛立新;吕思斌;张飞【摘要】袋式除尘器内部的布袋内的流场非常复杂.借助计算流体动力学CFD软件FLUENT6.3对袋式除尘器布袋内部的流场分布进行了数值模拟,分析了在不同的气流速度、布袋内外不同的压强下滤袋内部的各处速度流场、压强分布等情况.结果表明,入口速度和布袋内外压强差太大,布袋内的流场变得不均匀,不利于滤袋对废气的过滤,模拟结果为袋式除尘器的改进和设计提供了理论依据.【期刊名称】《蚌埠学院学报》【年(卷),期】2013(002)003【总页数】4页(P22-25)【关键词】袋式除尘器;数值模拟;流场【作者】葛立新;吕思斌;张飞【作者单位】蚌埠学院数学与物理系,安徽蚌埠 233030;蚌埠学院数学与物理系,安徽蚌埠 233030;安徽意义环保设备有限公司,安徽蚌埠 233000【正文语种】中文【中图分类】TK050.2袋式除尘设备是治理大气污染的重要设备，广泛应用于煤炭、工业、矿山、火力发电站等锅炉尾气的净化。
袋式除尘器的滤袋是除尘的主要部件，布袋内部的流场分布对静电除尘效果产生重要影响。
滤袋内气流分布不均匀，会使除尘效率降低，严重时甚至引起滤袋破裂［1-3］。
传统的模型试验方法存在着劳动强度大，试验场地受到限制，投入成本高等因素的限制［4］，近年来，计算流体力学(Computational Fluid Dynamic，CFD)在流体力学研究领域得到了快速的发展，其中应用较为广泛的是 FLUENT软件［5-7］。
流体流场分布非常复杂，不同的滤袋的形状、入口流速和布袋内外压强差等因素，都会对流体的流场分布产生影响，利用计算机软件的数值计算和仿真技术，模拟出气体流场、压强和速度场的分布，帮助我们了解和研究流体内部规律，为袋式除尘器内部结构的优化设计提供理论依据［8］。
目前，国内外对袋式除尘器的研究主要从整体的角度，分析气流通过除尘室的过程中的流场分布的状况，以布袋为对象的研究较少。