淺析靜電旋風(fēng)除塵器管理論文
根據(jù)靜電旋風(fēng)除塵器內(nèi)三維速度分布的測試結(jié)果，分析電暈極的安裝對靜電旋風(fēng)除塵器除塵效率和阻力的影響。
1靜電旋風(fēng)除塵器的表態(tài)除塵效率
靜電旋風(fēng)除塵器利用離心力和電場力的共同作用分離粒子。旋風(fēng)除塵器內(nèi)安裝電暈極（稱靜電旋風(fēng)除塵器）但不加電壓的運(yùn)行工況稱為靜電旋風(fēng)除塵器的"靜態(tài)"工況，此時的除塵效率稱為靜電旋風(fēng)除塵器的靜態(tài)除塵效率。為了研究安裝電暈極對靜電旋風(fēng)除塵器靜電除塵效率的影響，對常規(guī)旋風(fēng)除塵器和靜電旋風(fēng)除塵器兩種情況分別進(jìn)行了各種入口風(fēng)速下的靜電除塵效率實(shí)驗(yàn)。常規(guī)旋風(fēng)除塵器選用長筒體型，筒體直徑為40mm、入口尺寸為270×110mm，排灰口直徑為116mm。排氣管直徑為200mm，排氣管插入深度460mm。在常規(guī)旋風(fēng)除塵器內(nèi)安裝電暈極構(gòu)成靜電旋風(fēng)除塵器，電暈極由15根直徑4mm鋼筋構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并固定在排氣管上。實(shí)驗(yàn)粉塵為400h目滑石粉，發(fā)塵濃度控制在5g/m3左右。
2靜電旋風(fēng)除塵器的阻力
計算可得靜電旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)ξ2=4.81，常規(guī)旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)ξ1=9.21，則：。即靜電旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)比常規(guī)旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)降低了約47%。因此，靠電暈極的'作用，較好的改善了靜電旋風(fēng)除塵器的阻力特性，這與文獻(xiàn)[1]的結(jié)論是一致的。與常規(guī)旋風(fēng)除塵器相比，靜電旋風(fēng)除塵器是一種低阻力的粒子分離設(shè)備，這對于節(jié)能具有極為重要的實(shí)際意義。
綜上所述，在常規(guī)旋風(fēng)除塵器內(nèi)安裝電暈極，具有降低阻力和提高靜態(tài)除塵效率（稱為"降阻增效"）的作用，為什么電暈極會對旋風(fēng)除塵器的阻力和效率有這么大的影響呢？下面將進(jìn)行分析。
3電暈極降阻增效的原因分析
切向速度的大小和徑向速度分布直接影響顆粒分離的效率，同時軸向速度分影響了粒子在靜電旋風(fēng)除塵器內(nèi)有效分離區(qū)域的停留時間[1]，必然對顆粒的除塵效率產(chǎn)生較大的影響。
旋風(fēng)除塵器流動阻力主要由三部分組成：即進(jìn)口局部阻力、旋風(fēng)筒內(nèi)旋渦流場中的阻力、排氣芯管內(nèi)的流動阻力。
可見，靜電旋風(fēng)除塵器的阻力和除塵效率與其內(nèi)部的流場分布密切相關(guān)，要分析電暈極降阻增效的原因，就需要知道靜電旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流場分布。
為了研究電暈極安裝前后旋風(fēng)除塵器內(nèi)三維速度分布的變化規(guī)律，分別對旋風(fēng)除塵器內(nèi)不安裝電暈極（稱常規(guī)旋風(fēng)除塵器）和旋風(fēng)除塵器內(nèi)安裝電暈極（稱靜電旋風(fēng)除塵器）兩種情況在相同的入口流速下進(jìn)行了流場測試[2]，流場測試儀器為五孔探針，流場的部分測試結(jié)果見圖3、圖4。圖中右側(cè)的編號為測試斷面編號，在除塵器錐體部分及其他一些位置，電暈極比較密集，有的地方五孔探針無法插入，測點(diǎn)適當(dāng)減少。某些斷面在半徑的二分之一到三分之一處均無法讀取數(shù)據(jù)（4、5孔的壓力不能調(diào)到平衡），分析認(rèn)為由于電暈極對于筒體內(nèi)流場的擾動，這些位置氣流較為紊亂，使4、5孔無法保持壓力平衡。
4.結(jié)論
在旋風(fēng)除塵器內(nèi)的特定位置上安裝電暈極，在不加電壓的"靜態(tài)"條件下，能使靜電旋風(fēng)除塵器的除塵效率提高約6%。原因是：電暈極對旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流場分布產(chǎn)生了較大影響，在下行流區(qū)切向速度較常規(guī)旋風(fēng)除塵器流場的切向速度稍微增大，下行流區(qū)是旋風(fēng)除塵器的主要有效分離區(qū)域，除塵效率的高低主要是由下行流區(qū)的切向速度的大小決定的。因此，電暈極對下行流區(qū)的切向速度產(chǎn)生的影響（下行流區(qū)的切向速度增大）有利于提高除塵效率。靜電旋風(fēng)除塵器上、下行流交界面內(nèi)移，即下行流區(qū)變寬，在下行流區(qū)，軸向速度的絕對值減小，粉塵粒子在靜電旋風(fēng)除塵器的有效分離區(qū)域內(nèi)的停留時間增加，這對離心力分離粒子是有利的，能夠提高除塵效率。
靜電旋風(fēng)除塵器內(nèi)的阻力大大降低，靜電旋風(fēng)除塵器的阻力系數(shù)（ξ2=4.81）比常規(guī)旋風(fēng)除塵器的阻力（ξ1=9.21）降低了約47%。主要原因是：電暈極使靜電旋風(fēng)除塵器內(nèi)整個區(qū)域的切向速度分布曲線比常規(guī)旋風(fēng)除塵器內(nèi)的切向速度分布曲線變得平緩，速度的最大值與平均值都有所降低，減少了旋轉(zhuǎn)動能損失，切向速度梯度減小和徑向靜壓梯度的減小，內(nèi)摩擦阻力降低，引起靜電旋風(fēng)除塵器阻力的降低。
參考文獻(xiàn)
1張吉光，葉龍，計算粒子在旋風(fēng)除塵器內(nèi)平均停留時間的新方法，青島建筑工程學(xué)院學(xué)報，1990，11（3）：22～27
2張吉光，李華等，靜電旋風(fēng)分離器流場的實(shí)驗(yàn)研究，流體機(jī)械，2002，（9）
3亢燕銘，沈恒根，高效旋風(fēng)器降阻條件下的流場特征，西安建筑科技大學(xué)學(xué)報，1997，29（1）：18～21。
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