解析靜電除塵器的流體數據-諾和環保設備

紊流模型無電暈式高溫靜電旋風除塵器屬于強旋流動，其中含有渦流，并且是高度的各向異性，因此在解連續性方程和動量方程的時候，還_求解附加的湍流輸運方程。為了簡化除塵器內部整個流場的計算，不予考慮各向異性，采用J-E雙方程模型。在對方程進行離散時，壓力項、速度項、湍動能和湍流耗散項均采用二階迎風格式，壓力與速度的耦合采用SIMPLEC算法。
邊界條件無電暈式高溫靜電旋風除塵器的具體結構如，為避免在計算過程中出現嚴重的回流現象，在入口和出口處分別給定壓力入口和壓力出口邊界條件。入口為均勻入流，根據入口全壓和靜壓的關系，給定流速和全壓_可以得到靜壓。
外壁面處采用絕熱邊界條件即熱流量等于0.在固體壁面附近的區域采用標準的壁面函數，固體壁面采用無滑移邊界條件。
CFD計算對象及結構尺寸其中，CFD為計算流體動力學。無電暈式靜電旋風除塵器的物理模型如所示。由于受入口處沿切向氣流的影響，內部流場呈現出了不對稱性，鑒于此，將模型置于三維坐標下進行數值計算。坐標原點設在圓筒與錐體結合的中心處，沿x軸正方向為正，反之為負；沿z軸向上為負，向下為正，并沿z軸方向由中心每1-除塵器排氣口；2-除塵器入口；3-除塵器內筒；4-除塵器外筒壁；5-電子發射極；6-除塵器排灰口靜電旋風除塵器的物理模型隔500mm設置一個斷面，在不同的斷面處分別對比旋風除塵器以及不同發射極半徑的無電暈式靜電旋風除塵器在不同半徑位置處沿切向、軸向以及徑向的速度分布和壓力分布。
CFD計算結果及分析入口氣流沿切向以2m/s的速度進入除塵器。為了便于分析和對比，文中分別給出了旋風除塵器、發射極直徑為10mm和發射極直徑為20mm的無電暈式靜電旋風除塵器這3種情況下的流場計算結果。
對于下述圖形中符號的意義及圖形中所有速度方向的定義：正徑向速度指向旋轉軸的外向，正切向速度用右手定則來判斷，與入口處流體的旋轉方向相反，大拇指指向即為正軸向速度。
切向速度分布及分析由可知，無電暈式靜電旋風除塵器切向1-旋風除塵器；2-發射極直徑為10mm；3-發射極直徑為20mm不同斷面處切向速度分布4結構，外渦旋近似呈準自由渦流動，內渦旋近似呈強制渦流動，內外渦旋交界面上的切向速度值_大。圓筒部分交界面大概在離軸心180mm處，圓錐部分（由上至下）內外渦旋交界面逐漸向軸心移動。沿z軸方向，從上到下各斷面上的切向速度的峰值逐漸減小。從中可以明顯地看出，切向速度分布基本上是呈對稱的/W0形分布。無電暈式靜電旋風除塵器呈現出與旋風除塵器相似的切向速度分布。
通過在不同斷面處切向速度的分布比較得出，在相同入口氣流速度情況下，在相同位置處，旋風除塵器切向速度值要低于無電暈靜電旋風除塵器，且對于這兩者來說其切向速度的峰值都出現在接近筒壁處，這說明在靠近筒壁處的粉塵顆粒所受的離心力較大。隨著發射極半徑的增大，無電暈式靜電旋風除塵器切向速度值逐漸增大而且切向速度的梯度也逐漸增大。由于受沿程阻力及幾何形狀的影響，除塵器從上至下切向速度逐漸變小。
通過對無電暈式靜電旋風除塵器內部復雜流場的計算模擬，并對結果進行分析后得出：切向速度呈雙渦旋結構，交界面上的切向速度_大，且交界面的位置在圓筒部分基本維持在一固定位置，而圓錐部分則隨著斷面的下移其交界面也逐漸向軸心移動。