基于Fluent的旋流板塔數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、本文在前人對(duì)旋流板分離技術(shù)的研究和應(yīng)用基礎(chǔ)上，提出將旋流板塔(Rotating Stream Scrubber簡(jiǎn)稱 RSS)應(yīng)用在涂裝廢氣除塵、除霧處理當(dāng)中。敘述了旋流板分離技術(shù)的工作原理，總結(jié)了旋流板塔的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)旋流板塔分離過(guò)程做了一定理論分析，了解旋流板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)旋流板塔分離性能的影響。同時(shí)簡(jiǎn)述了計(jì)算流體力學(xué)的基本特點(diǎn)及其應(yīng)用前景。
　　通過(guò)流體力學(xué)計(jì)算軟件Fluent對(duì)選取的9種旋流板參數(shù)的塔體模型進(jìn)行數(shù)值模擬研究

2、。針對(duì)旋流板塔內(nèi)流場(chǎng)的特點(diǎn)，進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化與假設(shè)，對(duì)于連續(xù)相介質(zhì)的計(jì)算采用 RNG k-ε模型，離散相顆粒采取了基于 Lagrange觀點(diǎn)的DMP模型，選擇 SIMPLE算法進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，獲得旋流板塔的壓力損失、分離效率及分離顆粒臨界直徑；運(yùn)用 Minitab統(tǒng)計(jì)、分析旋流板結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)旋流板塔分離性能的影響規(guī)律。
　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果，對(duì)旋流板參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化并在不同工況條件下進(jìn)行數(shù)值模擬。獲得優(yōu)化后模型內(nèi)速度、壓力分

3、布特征和顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，并由此揭示了旋流板塔能量損失和分離機(jī)理。數(shù)值模擬結(jié)果表明，旋流板塔內(nèi)速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)基本呈軸對(duì)稱分布，軸心處較低，壁面附近最大，在盲板上形成回流，對(duì)顆粒分離不利；入口風(fēng)速變化對(duì)旋流板塔內(nèi)流場(chǎng)分布特征影響不大，只是影響流場(chǎng)的最大值和變化幅度；其阻力損失與入口速度變化基本呈線性關(guān)系，且阻力損失相對(duì)較小；離散相顆粒越大、入口風(fēng)速越大，分離效果越好；旋流板塔內(nèi)塔板上存在徑向速度零面，說(shuō)明旋流板塔內(nèi)分離過(guò)程存在低效段，而且該

4、零面與塔板的距離只與塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與入口風(fēng)速無(wú)關(guān)，該距離對(duì)于確定塔板層間距具有重要影響；多層塔板可以提高塔內(nèi)切向速度，對(duì)提高小顆粒分離效果有利。
　　對(duì)優(yōu)化后旋流板塔數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行處理，得出優(yōu)化后旋流板塔分級(jí)分離效率、阻力損失和離散相路徑及存在時(shí)間。與其他模型相比，該優(yōu)化后的旋流板塔在阻力損失增加很少得情況下具有更好的分離性能：更小的分離顆粒臨界直徑和一定粒徑范圍內(nèi)較高的分離效率。從樣機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)看，該旋流板塔能較好的