自激式除塵器內(nèi)流氣液耦合及壓力波動(dòng)特性研究.pdf

1、除塵器是一種從含塵氣流中分離并捕集粉塵的裝置，它是粉塵治理工程的核心設(shè)備，并廣泛應(yīng)用于過(guò)程工業(yè)。隨著人們對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越高，除塵器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視。自激式除塵器作為眾多除塵器中的一種，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、運(yùn)行維護(hù)方便，適用于高溫、易燃易爆除塵等優(yōu)勢(shì)，因此不斷開展理論研究和試驗(yàn)研究，對(duì)提高其除塵性能具有重要意義。
　　本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“自激式除塵器液滴形成機(jī)制與微細(xì)化調(diào)控”，以自激式除塵器模型為

2、研究對(duì)象，通過(guò)理論推導(dǎo)、試驗(yàn)研究、驗(yàn)證性試驗(yàn)研究，對(duì)自激式除塵器工作過(guò)程中氣流與除塵液的耦合過(guò)程進(jìn)行了分析研究。
　　通過(guò)理論分析，自激式除塵器的除塵過(guò)程可以分為不同機(jī)理作用下的兩個(gè)除塵階段：慣性除塵和液滴捕塵。在慣性除塵階段，依賴的是弧形過(guò)流通道下粉塵的離心力作用從而實(shí)現(xiàn)除塵，并且這一過(guò)程只對(duì)100μm以上的粉塵才具有90％以上的除塵效率，而100μm以下的粉塵主要依靠除塵腔內(nèi)的液滴來(lái)捕集。液滴捕塵階段的分級(jí)除塵效率主要受到液氣

3、比、氣液相對(duì)速度、液滴大小的影響，但這些因素的前提是氣液兩相充分耦合接觸。
　　試驗(yàn)研究認(rèn)為，除塵器脫水板的正確安裝是保證氣流二次沖擊液幕，促進(jìn)氣流與除塵液接觸的必備條件。在試驗(yàn)中觀察到，自激式除塵器的氣液耦合分為5種典型的模式，分別是微弱波動(dòng)模式、靜液位差模式、氣錘模式、剪切液幕模式和卷吸氣泡模式。這5種模式是在不同的初始液位h0和不同的流量Q下發(fā)生的，代表了除塵器的工作狀態(tài)。
　　自激式除塵器工作過(guò)程中，節(jié)流氣速Uj等在

4、全節(jié)流、強(qiáng)節(jié)流、弱節(jié)流下隨著 Q的變化體現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。又由于節(jié)流板的柔性節(jié)流作用，除塵器在不同的氣液耦合程度下，其內(nèi)部的壓力表現(xiàn)出明顯相區(qū)別的波動(dòng)特征，主要分為低時(shí)均值高頻脈動(dòng)區(qū)、雙波疊加區(qū)、大時(shí)均值高頻脈動(dòng)區(qū)三種波動(dòng)特征區(qū)域，這種波動(dòng)特征能夠定性地描述氣液耦合狀態(tài)。
　　初始液位h0和氣流量Q決定除塵器內(nèi)部的氣液兩相耦合狀態(tài)，h0越高越易形成節(jié)流液位差，有利于慣性除塵；而Q越大氣液耦合越劇烈。但最佳的除塵液幕并不是液位最高