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：WiththecomputationalfluiddynamicssoftwareFLUENT!."，thevariationofflowfieldandpressure
fieldinabagofafilterbagprecipitatorweresimulated.Thevariationofflowfieldcanbegotthroughthechange
ofbagdimension，filtervelocityorpressure.Alloftheseofferareferencetothedesignandimprovementofbag
filter.
Keywords：bagfilter；filter-bag；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，人民生活水平不断个节点。
提高，对环境保护的要求也日趋严格，使得布袋除尘!#$"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
!!!A!k
［1］（）（）I
长的滤袋可达10m以上。滤袋的结构会影响到Pk+PkUi=[(A+)]+
!I!xi!xjG!xj
袋内气流的分布。滤袋内气流分布不均匀，会使除k
［2］G+G--Y+S（1）
尘效率降低，严重时甚至引起滤袋破裂。FLU-k6PSMk
是用于计算流体流动和传热问题的程序，它通!（）!（）!AI!S
ENTPS+PSUi=[(+)]+
!I!x!xA!x
过计算机数值计算将时间域和空间域上连续的物理ijGSj
SS2
量的场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合C（G+GG）-CP+S（2）
1Skk3S62SkS
来代替，然后通过求解代数方程组获得描述流场变
式中G为由层流速度梯度而产生的湍流动能，由下
量的近似解［3］。采用数值分析方法研究袋式k
CFD式计算：
除尘器内部气体流动规律，可以减少模拟试验的次
!U
!Ui!Uji（）
数，甚至不需要模拟试验，并能解决一些因客观条件Gk=AI(+)3
!x!x!xj
限制难以解决的问题，为袋式除尘器内部结构的优ji
G是由浮力产生的湍流动能，对于不可压流体，其
化设计提供依据。6
值为0。对于可压流体：

!"物理模型和边界条件AI!T（）
G6=Bgi4
prI!xi
!#!"滤袋尺寸和网格划分式中是数，在该模型中，是
prIPrandtlPrI=0.85gi
本文所研究的除尘器采用圆形滤袋，滤袋直径
重力在i方向的分量，B是若膨胀系数，由可压流体
为d，长为l。忽略滤袋在工作过程中的变形，将布的状态方程求出，其定义为：
袋简化为二维模型，并用结构化网格将其中两个长
1!P
B=-（5）
边分别划分为200个节点，两个短边分别划分为20P!T
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书
2006年10月电力环境保护第22卷第5期

是由于在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波加。
YM
动，对于不可压流体。对于可压流体：
YM=0
2（）
YM=2[8MT6
是湍动马赫数，2；是声速，
MrMT=!I/aaa=
!rRT。
，，是常量，和是方程和方程
C1C2C3TI!"I"
的湍流Prandtl数。
模型常量：，，，
C18=1.44C28=1.92C#=0.09
，
TI=1.0T8=1.3
主流方向与重力平行，所以。
C38=1
湍流速度由下式确定：
I2
#=[C（7）
t#8
其中为经验常数。
C#
烟气密度设为[=1.225kg/m3；动力粘度#=
1.7894X10-5Pa·S；滤袋顶端和侧面为出口边界，
出口边界条件设为压力边界条件，布袋底端为入口，图1过