自清洗叠片过滤器的设计与研究

论文摘要

自清洗叠片过滤器利用压差过滤原理对物料进行固液分离,具有结构简单、连续操作、精确过滤、高效反洗、运行可靠、占地面积小、安装简便、维护成本低、使用寿命长等优点,能广泛的运用于各个行业的固液分离和脱水,特别是冶金、化工、石油、造纸、城市给水、海水淡化等行业。本论文设计的自清洗叠片过滤器机型是国内首创,与现有的自清洗叠片过滤器相比,在结构上作了若干改进设计,包括过滤头结构和间隔装置的设计。对过滤头的设计之处包括：叠片、锥形阀座、锥形阀、活塞组件、支撑杆件和外壳等。另外,为了克服自重的影响,对过滤单元设置了多种间隔方式,并且对各种间隔方式进行了对比。本论文采用混合多相流模型、标准的K-ε湍流模型和SIMPLE算法,应用计算流体力学软件Fluent对过滤头相邻叠片间的流场进行分析。通过数值模拟,可以得出A型叠片最合适的开口角度、深层过滤时同一过滤精度下不同类型叠片间的过滤液速度矢量,压力分布情况,以及同种类型不同的过滤精度叠片间过滤液的速度矢量和压力分布情况。由模拟结果可知过滤头的结构改进满足设计要求,本方案有利于提高过滤效率和降低过滤过程中的压力损失,从而降低了过滤器的成本,有一定的工业实用价值。在没有成熟设计理论的背景下,提供了设计依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课研究的背景
• 1.2 固液过滤技术与设备简介
• 1.2.1 固液过滤技术
• 1.2.2 过滤设备概述
• 1.3 自清洗过滤器的发展及应用
• 1.3.1 自清洗过滤器概述
• 1.3.2 国内外自清洗过滤器现状
• 1.3.3 几种自清洗过滤器简介
• 1.4 本课题的主要内容
• 1.5 本课题的研究方法
• 1.5.1 有限体积法
• 1.5.2 FLUENT软件介绍
• 1.6 本课题研究的意义
• 第二章 自清洗叠片过滤器的设计
• 2.1 自清洗叠片过滤机概述
• 2.1.1 过滤基本理论
• 2.1.2 自清洗叠片过滤器工作原理
• 2.2 叠片间隔装置的设计
• 2.3 过滤器的设计
• 2.3.1 三通阀
• 2.3.2 过滤头
• 2.4 本章小结
• 第三章 自清洗叠片过滤器流场分析
• 3.1 流体流动的数值模拟
• 3.2 数值模拟模型及算法
• 3.2.1 湍流模型
• 3.2.2 多相流模型
• 3.2.3 SIMPLE算法
• 3.3 A型叠片相邻叠片间流场分析
• 3.3.1 不同角度计算结果分析
• 3.3.2 不同精度计算结果分析
• 3.4 B型叠片相邻叠片间流场分析
• 3.4.1 计算模型
• 3.4.2 计算方法
• 3.4.3 计算结果
• 3.4.4 计算结果分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 论文的主要结论
• 4.2 对于本课题研究的展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书