CN114580228B - 袋式除尘器进口结构的设计方法和袋式除尘器进口结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了袋式除尘器进口结构的优化设计方法，包括以下步骤：使用UG建模软件进行袋式除尘器的几何建模；对袋式除尘器的进气栅板进行变孔隙率和变进气角度结构的设计；在HyperMesh中对袋式除尘器模型进行流体网格划分；利用计算流体动力学软件Fluent，通过数值模拟方法研究袋式除尘器内部的流场，分析研究内部气流分布，通过对比获得流场分布最佳的袋式除尘器进口变孔隙率结构。本发明还公开了袋式除尘器进口结构。
Description
技术领域
本发明涉及除尘器，尤其涉及袋式除尘器。
背景技术
布袋式除尘器是常用的除尘设备，包括一个密闭式壳体、设置在壳体内的滤袋、与壳体连通的灰斗等部件，其工作原理是含尘气体从壳体上的烟气进口进入壳体后，首先进入灰斗，一部分较粗尘粒和凝聚的尘团，由于惯性作用直接落下，起到预收尘的作用。进入灰斗的气流再折转向上涌入壳体内部，当通过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面。净化后的气体进入滤袋上部的由壳体内壁组成的清洁室，然后汇集到壳体的烟气出口排出。
因此，袋式除尘器的进气口是一个非常重要的部件，如何能够提高进气口的效率是设计进气口结构中的重要问题。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供袋式除尘器进口结构的优化设计方法，通过软件模拟的方式进行优化设计。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了袋式除尘器进口结构的优化设计方法，包括如下步骤：
1)使用建模UG软件构建袋式除尘器三维片体模型，所述三维片体模型包括进气口，进气栅板，灰斗，滤袋，花板，催化层和出风口；
2)对袋式除尘器的进气栅板进行变孔隙率结构设计，包括构建50％孔隙率进气栅板斜向上30度进气的袋式除尘器结构模型，以及70％孔隙率进气栅板斜向上30度进气的袋式除尘器结构模型；
3)将建立好的两种袋式除尘器结构模型导入有限元前处理软件 HyperMesh，在HyperMesh中进行袋式除尘器模型的流体网格划分；利用计算流体力学软件fuent分别对两种袋式除尘器结构模型进行数值模拟分析计算；
4)通过数值模拟的方法研究袋式除尘器内部的流场，获得颗粒流动迹线图，压力分布云图和速度分布云图；
5)分析进气栅板，滤袋处压力和速度分布情况以及除尘器内部颗粒流动轨迹，研究袋式除尘器内部气流分布；
6)进行对比分析，从颗粒轨迹分布均匀，压力和速度分布合理de1角度，选出气流分布较好的袋式除尘器进口结构。
在一较佳实施例中：步骤3中进行网格划分前需对导入的袋式除尘器结构模型进行几何修复，再选用四面体类型网格进行袋式除尘器的流体网格划分。
在一较佳实施例中：步骤3在流体网格划分后，对袋式除尘器结构模型的有限元模型，进行换单位和检查网格操作，参数设置时选用标准k-ε湍流模型模型来模拟袋式除尘器内部流场流动，边界条件为进气入口设为速度入口，出风口设为压力出口，滤袋设为跳跃多孔边界，袋式除尘器壁面则为默认的无滑移壁面边界条件。
本发明还提供了袋式除尘器进口结构，进气栅板的孔隙率为50％。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
本发明提供了袋式除尘器进口结构的优化设计方法，利用软件模拟的方式即可以对袋式除尘器的进口进行变孔隙率的模拟，从而找到最佳孔隙率。
附图说明
图1为本发明优选实施例的流程图；
图2所示为50％孔隙率的进气栅板斜30度进气结构的除尘器数值模拟结果。图(a)-(c)分别为袋式除尘器的颗粒流动迹线图，速度分布云图和压力分布云图。
图3所示为70％孔隙率的进气栅板斜30度进气结构的除尘器数值模拟结果。图(d)-(f)分别为袋式除尘器的颗粒流动迹线图，速度分布云图和压力分布云图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶 /底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1-图3，本实施例提供了袋式除尘器进口结构的优化设计方法，包括如下步骤：
1)使用建模UG软件构建袋式除尘器三维片体模型，所述三维片体模型包括进气口，进气栅板，灰斗，滤袋，花板，催化层和出风口；
2)对袋式除尘器的进气栅板进行变孔隙率结构设计，包括构建50％孔隙率进气栅板斜向上30度进气的袋式除尘器结构模型，以及70％孔隙率进气栅板斜向上30度进气的袋式除尘器结构模型；
3)将建立好的两种袋式除尘器结构模型导入有限元前处理软件 HyperMesh，在HyperMesh中进行袋式除尘器模型的流体网格划分；利用计算流体力学软件fuent分别对两种袋式除尘器结构模型进行数值模拟分析计算；
4)通过数值模拟的方法研究袋式除尘器内部的流场，获得颗粒流动迹线图，压力分布云图和速度分布云图；
5)分析进气栅板，滤袋处压力和速度分布情况以及除尘器内部颗粒流动轨迹，研究袋式除尘器内部气流分布；
6)进行对比分析，从颗粒轨迹分布均匀，压力和速度分布合理de1角度，选出气流分布较好的袋式除尘器进口结构。
其中，步骤3中进行网格划分前需对导入的袋式除尘器结构模型进行几何修复，再选用四面体类型网格进行袋式除尘器的流体网格划分。
另外，步骤3在流体网格划分后，对袋式除尘器结构模型的有限元模型，进行换单位和检查网格操作，参数设置时选用标准k-ε湍流模型模型来模拟袋式除尘器内部流场流动，边界条件为进气入口设为速度入口，出风口设为压力出口，滤袋设为跳跃多孔边界，袋式除尘器壁面则为默认的无滑移壁面边界条件。
经过上述模拟测试后得到了袋式除尘器进口结构，其进气栅板的孔隙率为 50％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (3)
1.袋式除尘器进口结构的优化设计方法，其特征在于包括如下步骤：
1）使用建模UG软件构建袋式除尘器三维片体模型，所述三维片体模型包括进气口，进气栅板，灰斗，滤袋，花板，催化层和出风口；
2）对袋式除尘器的进气栅板进行变孔隙率结构设计 ，包括构建50%孔隙率进气栅板斜向上30度进气的袋式除尘器结构模型，以及70%孔隙率进气栅板斜向上30度进气的袋式除尘器结构模型；
3)将建立好的两种袋式除尘器结构模型导入有限元前处理软件HyperMesh，在HyperMesh中进行袋式除尘器模型的流体网格划分；利用计算流体力学软件fuent分别对两种袋式除尘器结构模型进行数值模拟分析计算;
4)通过数值模拟的方法研究袋式除尘器内部的流场，获得颗粒流动迹线图，压力分布云图和速度分布云图;
5)分析进气栅板，滤袋处压力和速度分布情况以及除尘器内部颗粒流动轨迹，研究袋式除尘器内部气流分布;
6)进行对比分析，从颗粒轨迹分布均匀，压力和速度分布合理的角度，选出气流分布较好的袋式除尘器进口结构。
2.根据权利要求1所述的袋式除尘器进口结构的优化设计方法，其特征在于：步骤3中进行网格划分前需对导入的袋式除尘器结构模型进行几何修复，再选用四面体类型网格进行袋式除尘器的流体网格划分。
3.根据权利要求1所述的袋式除尘器进口结构的优化设计方法，其特征在于：步骤3在流体网格划分后，对袋式除尘器结构模型的有限元模型，进行换单位和检查网格操作，参数设置时选用标准k-ε湍流模型来模拟袋式除尘器内部流场流动，边界条件为进气入口设为速度入口，出风口设为压力出口，滤袋设为跳跃多孔边界，袋式除尘器壁面则为默认的无滑移壁面边界条件。
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