内滤式布袋除尘器滤袋内流场的数值计算.pdf

2006年10月电力环境保护第22卷第5期

内滤式布袋除尘器滤袋内流场的数值计算
Thenumericalsimulationoftheflowfieldinsidethebagofbagfilter

胡满银,侯文龙,徐勤云,王鑫,阎淑梅
(华北电力大学环境工程学院,河北保定071003)

摘要:利用FLUENT6.1流体动力学计算软件,对内滤式袋式除尘器布袋内的流场、压力进行了计算模拟,得到了布
袋尺寸、过滤速度、进出口压差变化时布袋内流场的变化情况,为袋式除尘器的改进和设计提供了理论依据。
关键词:袋式除尘器;滤袋;数值模拟;流场
Abstract:WiththecomputationalfluiddynamicssoftwareFLUENT6.1,thevariationofflowfieldandpressurefieldina
bagofafilterbagprecipitatorweresimulated.Thevariationofflowfieldcanbegotthroughthechangeofbagdimen
sion,filtervelocityorpressure.Alloftheseofferareferencetothedesignandimprovementofbagfilter.
Keywords:bagfilter;filterbag;numericalsimulation;flowfield
中图分类号:X701.2文献标识码:B文章编号:1009-4032(2006)05-0025-04

随着科学技术的迅速发展,人民生活水平不断20个节点。
提高,对环境保护的要求也日趋严格,使得布袋除尘1.2物理模型和边界条件
器日益受到人们的重视。将流场简化为主视方向上的二维流场,并假设
滤袋是布袋除尘器的执行部分。不仅滤料本身流体作定常流动;流体各项运动参数与时间无关;整
的性能会影响除尘器的性能和效率,滤袋的结构和个过程为等温过程。气相流动模拟采用标准k-
运行工况也会对除尘器性能产生影响。随着布袋除方程模型[4]。

尘器处理烟气量的增大,生产的滤袋也越来越长,最tk
(k)+(kui)=++
长的滤袋可达10m以上[1]。滤袋的结构会影响到txixj!kxj
袋内气流的分布。滤袋内气流分布不均匀,会使除Gk+Gb--YM+Sk(1)
尘效率降低,严重时甚至引起滤袋破裂[2]。FLUENTt
()+(ui)=++
是用于计算流体流动和传热问题的程序,它通过计txixj!xj
2
算机数值计算将时间域和空间域上连续的物理量的
C1k(Gk+G3Gb)-C2k+S(2)
场,用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代
式中Gk为由层流速度梯度而产生的湍流动能,由下
替,然后通过求解代数方程组获得描述流场变量的
式计算:
近似解[3]。采用CFD数值分析方法研究袋式除尘
uiujui
器内部气体流动规律可以减少模拟试验的次数甚Gk=t+(3)
,,xjxixj
至不需要模拟试验,并能解决一些因客观条件限制
Gb是由浮力产生的湍流动能,对于不可压流体,其
难以解决的问题为袋式除尘器内部结构的优化设
,值为0。对于可压流体:
计提供依据。
tT
Gb=∀gi(4)
1物理模型和边界条件prtxi
式中prt是Prandtl数,在该模型中Prt=0.85,gi是
1.1滤袋尺寸和网格划分重力在i方向的分量,∀是若膨胀系数,由可压流体
本文所研究的除尘器采用圆形滤袋,滤袋直径的状态方程求出,其定义为:
为d,长为l。忽略滤袋在工作过程中的变形,将1
∀=-(5)
布袋简化为二维模型,并用结构化网格将其中两个T
长边分别划分为200个节点,两个短边分别划分为YM是由于在可压缩湍流中,过渡的扩散产生的波
25
2006年10月电力环境保护第22卷第5期

动,对于不可压流体YM=0。对于可压流体:加。
2
YM=2MT(6)

2
Mr是湍动马赫数,MT=k/a;a是声速,a=
rRT。

C1,C2,C3是常量,!k和!是k方程和方程
的湍流Prandtl数。

模型常量:C1=1.44,C2=1.92,C=0.09,

!k=1.0,!=1.3

主流方向与重力平行,所以C3=1。
湍流速度由下式确定:
k2
t=C(7)

其中C为经验常数。
烟气密度设为=1.225kg/m3;动力粘度=
1.789410-5Pas;滤袋顶端和侧面为出口