基于Fluent的旋流板塔數(shù)值模擬與優(yōu)化研究.pdf

1、本文在前人對旋流板分離技術(shù)的研究和應用基礎上，提出將旋流板塔(Rotating Stream Scrubber簡稱 RSS)應用在涂裝廢氣除塵、除霧處理當中。敘述了旋流板分離技術(shù)的工作原理，總結(jié)了旋流板塔的應用與發(fā)展現(xiàn)狀，對旋流板塔分離過程做了一定理論分析，了解旋流板結(jié)構(gòu)參數(shù)對旋流板塔分離性能的影響。同時簡述了計算流體力學的基本特點及其應用前景。
　　通過流體力學計算軟件Fluent對選取的9種旋流板參數(shù)的塔體模型進行數(shù)值模擬研究

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

3、布特征和顆粒的運動軌跡，并由此揭示了旋流板塔能量損失和分離機理。數(shù)值模擬結(jié)果表明，旋流板塔內(nèi)速度場、壓力場基本呈軸對稱分布，軸心處較低，壁面附近最大，在盲板上形成回流，對顆粒分離不利；入口風速變化對旋流板塔內(nèi)流場分布特征影響不大，只是影響流場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，且阻力損失相對較??；離散相顆粒越大、入口風速越大，分離效果越好；旋流板塔內(nèi)塔板上存在徑向速度零面，說明旋流板塔內(nèi)分離過程存在低效段，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)，與入口風速無關(guān)，該距離對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，對提高小顆粒分離效果有利。
　　對優(yōu)化后旋流板塔數(shù)值模擬結(jié)果進行處理，得出優(yōu)化后旋流板塔分級分離效率、阻力損失和離散相路徑及存在時間。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。從樣機的實際運行狀況來看，該旋流板塔能較好的