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采用 诱导喷嘴模拟结果及分析
采用 诱导喷嘴清灰时清灰气流的速度场,脉冲气流经过超音速引流喷嘴和气流散射器诱导周围气体后以较低的速度大面积进入滤筒内部。在滤筒中下部有轻微的偏斜现象,这是因为此时的气流速度较低,大约为30m/s,加上滤筒内气流运动复杂,造成清灰气流不稳定。
沿滤筒长度方向侧壁压力值逐渐增大,这是由于滤简工部的气流速度高,气流没有完全充分膨胀作用于滤简壁就沿着气流方向向下流动,流动过程中继续膨胀,在到达滤筒底部后所形成的反向气流会同时作用于滤简底部,使得滤简下部压力值大。观察滤筒的横向压力值,可以看出两侧的压力值偏小,这是因为在计算时设置滤简壁面为多孔跳跃介质,从 外侧向内取4mm查看滤筒侧壁压力值。
脉冲喷吹的主导气体通过超音速引流喷嘴时通过侧孔可秀导大量气体并开始膨胀,之后主导气体和诱导气体一并以约为520m/s的平均流速流出;高速的气流再次卷吸周边气体,形成 二是次诱导气体; 后所有气体通过气流散射器,这样可以防止高速气流直接进人滤筒内部,并对滤筒底部造成严重冲击:而真空清扫系统滤筒内部由于速度过高而使压力降低,这在滤筒上部表现得尤为明显,从理论上分析 终的结果是到达滤筒壁面的压力并不均匀,并且是底部压力高、上部压力小的情况,根据有关实验表明,此种状况清灰效果不佳。
散射器的作用如下。
一是分散气流,减缓速度。这样有利于气体以大面积、低速度进入滤筒内部,沿滤筒径向方向速度逐渐减小,沿滤筒长度方向速度也在逐渐减小,气体流经滤筒口时 速度约为100m/s,在滤筒中部位置速度基本上约为30m/s,相对均匀的速度使气体在滤筒内沿滤筒方向形成相对均匀的压力,滤筒上部压力约为650Pa,中部为1150Pa,下部为1700Pa。其压力峰值与实验数据对比,上部压力有所偏差,模拟值比实验值偏小,可能因为模型上部空间小和壁面条件设置的关系,滤筒中部和下部压力峰值的实验值和模拟值基本吻合,因此断定本次模拟结果与喷吹实验台实验结果基本一致。这从理论上讲对清灰有很大的改善作用。
二是再次诱导,形成两涡。在散射器出口部分气流速度大于周围气体速度,第三次卷吸周边气体,形成诱导,使更多的气体进人滤筒内部。与此同时,还可以清楚地看到在气流散射器底部形成两个涡,其涡内压力低于涡外压力,这有利于提高脉冲气流和诱导气流的稳定性,使得气流顺畅地进入滤筒内部进行清灰。采用 诱导喷嘴喷吹清灰时共有三次诱导作用。借助FLUENT软件中的Report-Surface Integrals功能,查询计算超音速引流喷嘴人口和滤简入口处的体积流量,得出前者的体积流量为0.0494m3/s,后者的体积流量为0.563m3/s,可以看出在经过诱导喷嘴和气流散射器的三次诱导作用后,滤筒人口处的体积流量为起初喷嘴入口处的11.465倍。可以看到滤筒中部的气流以45~100m/s的速度向下流动,而在接近滤筒壁面的地方其气流以5~20m/s的速度向外流动,这是由于清灰气流进入滤筒并作用于滤筒壁面,由于清灰气流量大、滤筒壁面密实,清灰气流来不及从滤筒壁面流出,致使小部分气流从滤筒口流出。这种情况与清灰气流、滤筒材质有很大的关系,有待进一步研究。
可以看出在80ms的非稳态模拟过程中,图中的横坐标为麻冲时问,纵坐标为滤简侧壁的压力值,计算机每隔2ms记录一次数据,在分析数糖时每幅10ms读取数据并列于表中。结果发现30ms之前清灰过程处于不平萄状态,请灰开始时滤筒侧壁压力均为负值,随着时间的推移压力值急剧增大后又迅速减少,始进管侧理三个测点同时出现较大的负压力值,实测时并无此种现象。之所以如这种模拟结果虽然波形与实测结果比较相似,但实际数据差异较大。尤其喷吹开此,可能是由于脉冲开始时忽视了滤筒内原有气体对脉冲气流的阻碍作用及其压力积累过程。此外,三个测点 峰值压力普遍过高,这也许是由于计算得到的诱导气流较大、模拟与实测过程滤筒侧壁粉尘层的影响或透过滤筒的排气量设置的差异造成的结果。