利用电场入口导流板形成斜气流的研究

论文摘要

气流分布是影响电除尘器除尘效率的主要因素之一,目前已有的研究结果和实际应用表明,采用斜气流技术的电除尘器除尘效率高于采用均匀气流分布的电除尘器。本论文采用在进气烟箱内的气流分布板上加装导流板的方式形成斜气流,通过调整导流板的安装角度、间距以及个数来改变流型,利用FLUENT软件模拟电除尘器内三维斜气流分布。模拟计算结果表明:在气流分布板上安装不同参数的导流板可以形成斜气流;在进口第二、三层气流分布板上加装导流板的模拟结果与其试验工况的气流分布基本相符,导流板间距和倾斜角度分别为504mm和55°时,可形成较佳的斜气流;仅在进口第三层气流分布板上安装导流板,导流板间距和倾斜角度分别为400mm和55°,同时在末电场出口处加装一块均匀开孔率为50%的气流分布板,出口烟箱中心线比进口烟箱中心线高2m时,可形成较理想的斜气流流型。另外,对斜气流的形成程度的优化也进行了探讨。这些都可为采用斜气流的电除尘器的设计和运行提供参考和依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 斜气流技术（SGFT）
• 1.2.1 斜气流技术的国内外研究进展
• 1.2.2 斜气流技术的应用
• 1.3 计算流体力学（CFD）的发展
• 1.4 本课题研究目的及内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究方法
• 第二章 电除尘器内三维流场数值模拟基础
• 2.1 电除尘器综述
• 2.2 湍流模型及其模拟方法
• 2.2.1 湍流模拟方法
• 2.2.1.1 直接模拟（direct numerical simulation, DNS ）
• 2.2.1.2 大涡模拟（large eddy simulation, LES）
• 2.2.1.3 雷诺时均方程（Reynolds-averaging equation）模拟方法
• 2.2.2 湍流模型
• 2.2.2.1 湍流流动的雷诺方程组
• 2.2.2.2 标准 k-ε模型
• 2.2.3 收敛判据
• 2.2.4 本文所选用的湍流流动模型
• 2.3 流动微分方程的离散化及求解
• 2.3.1 积分区域的离散化
• 2.3.2 微分方程的离散化
• 2.3.3 边界条件的离散化
• 2.3.4 源项的线性化
• 2.3.5 离散化方程求解
• 2.3.6 增强计算稳定性和收敛性的措施
• 2.4 FLUENT 软件介绍
• 2.4.1 FLUENT 概述
• 2.4.2 FLUENT 模拟计算
• 2.4.2.1 Fluent 各软件之间的协同关系
• 2.4.2.2 Fluent 求解问题的步骤
• 2.4.2.3 Fluent 求解方法的选择
• 2.4.2.4 边界条件的确定
• 第三章 流场的数值模拟
• 3.1 数学模型
• 3.1.1 控制方程与湍流模型
• 3.1.2 气流分布板的处理
• 3.1.3 气流分布板位置的确定
• 3.2 几何模型与网格划分
• 3.3 数值计算方法与边界条件
• 3.4 计算结果与实验数据分析与讨论
• 3.4.1 结果的评判
• 3.4.2 数值模拟与实验数据的比较
• 3.5 误差分析
• 第四章 斜气流的模拟结果与分析
• 4.1 较佳斜气流流型的提出
• 4.2 斜气流目标值和评定标准的确定
• 4.3 模拟方案
• 4.4 模拟结果
• 4.4.1 基础方案模拟结果
• 4.4.2 改变导流板安装间距模拟结果
• 4.4.3 改变导流板安装角度模拟结果
• 4.4.4 改变导流板安装个数模拟结果
• 4.5 利用电场入口导流板形成斜气流的较佳方案
• 4.5.1 形成较佳斜气流方案的确定
• 4.5.2 选定的较佳方案模拟计算结果
• 4.6 电除尘器本体结构优化设计方案
• 4.6.1 出口烟道中心线向上移动2m
• 4.6.2 出口烟道中心线向上移动4.5m
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 几点建议
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况