(辽宁工程技术大学 机械工程学院,辽宁 阜新 123000) 滤料阻力是袋式除尘器中至关重要的参数,直接影响着袋式除尘器内的气流分布。因此在对 袋式除尘器内气流组织进行模拟前,需要先了解滤料的阻力特性。 如图1,试验装置采用竖直设计,有利于发尘装置发出的粉尘能够在进口 管道内充分的扩散,并防止其在进口管道内沉积。 进行实验时,开动真空泵抽气,使外部环境气溶胶气流自上而下进入管道,经过被测试滤料 试样和玻璃转子流量计,由真空泵排出。处理风量通过玻璃转子流量计调节发尘量由发尘装 置控制滤料的阻力可以从连接在滤料情后测点的数字式微压计直接读出滤料的过滤效率则通 过设置在滤料前后的两个型气溶胶监测仪读出的粉尘浓度再由计算而得。实验时,通过改变 风量和发尘量来确定过滤风速、阻力和过滤效率和粉尘层厚度之间的关系。 式中:ΔP为滤布的阻力,即空气通过滤料时的压力损失,Pa; 实验中,由于被测试滤料前后管道截面积相等,同时假设可不考虑漏风和气流密度在被测滤 料前后的微小变化,则前后过滤风速变化很小,可以近似认为前后动压相等,因此可以用静 压差来代替全压差。需要注意的是滤布前后的静压测试点应该布置在管段的气流稳定段,即 静压环设置在被测滤料前4D外和之后6D外(D为试验用管道的直径); 因此,在此实验中,与被测滤料前后设置的静压环相连接DP1000-Ⅱ数字式微压计的读数就 是该滤料在对应风速、对应粉尘负荷下的滤料阻力。 式中:L为通过该截面的风量,m3/s; 在此实验中,由于设置了玻璃转子流量计,所以通过滤料的风量也可以直接从该玻璃转子流 量计上读出。 通过上面的假设不考虑漏风和气流密度在被测物前后的微小变化,则前后流速变化很小,所 以可以把管道截面流速近似等于为过滤风速。 袋式除尘器的系统阻力ΔP一般由除尘器的结构阻力ΔPc、清洁滤料阻力期ΔP0和滤料 上积附的粉尘层的阻力ΔPd三部分组成,在各种文献中关于滤料的阻力的表示方式有很多 ,但是没有一个统一的标准。在除尘系统中,滤布产生的阻力占整个系统的很大一部分,它 包括滤布本身的阻力ΔP0(一般为50~200Pa)和滤布上的粉尘层产生的阻力ΔPd(500 ~2500Pa)。 各种文献中对于清洁滤料阻力ΔP0的求解还是比较一致,认为由于过滤风速很低,ΔP0 与过滤风速V成正比。因此,对于ΔP0的计算可用下式进行计算。 式中:ζ0为清洁滤料的阻力系数,m-1; 由于粉尘层阻力Δpd才与粉尘层自身的性质、过滤风速和气体的性质等多项因素有 关,我们在计算粉尘层阻力Δpd时可以选用达西公式进行计算,因此,空气通过粉尘层的 阻力降为: 图2表达了滤料在不同粉尘层厚度以及不同过滤风速下的阻力值。 2.2 滤料阻力系数的计算 根据实验时的测试环境,计算含尘气体的运动粘度时,气体温度即为环境温度22.3℃,此时 运动粘度μ=1.8392*10-5Pa.s
粉尘层渗透率可以通过式9计算而得,表2为一定粉尘层厚度情况下粉尘层渗透率的测定结 果,表3为粉尘层渗透率随粉尘层厚度的变化情况。从表中也可以看出,粉尘层的渗透率 并不是定值,而是随着粉尘层厚度的变化而不断变化的。 由于在使用Fluent软件进行气流均匀性模拟时,需要对滤袋这种多孔介质边界条件进行设置 ,为了能够对此边界条件方便处理,在此做一些简化,即把滤布和粉尘层联系在一起考虑, 把滤布和粉尘层统一看成粉尘层整体,因此,可以求出一个滤布和粉尘层的综合渗透率。应 该注意的是,对于清洁滤料由于还没有粉尘附着,所以粉尘层厚度为0,当然为了方便设置 ,在计算、模拟时可以用滤料厚度代替。表4就是滤布和粉尘层的综合渗透率的计算结果, 表5是综合渗透率随粉尘层厚度的变化情况。图3就是综合渗透率K值随粉尘厚度的变化图。 从图3中可以看出,粉尘层厚度在0.5~2.0mm时,HST-1滤料的综合渗透率K值基稳定在0 .466~0.739间。 对HST-l滤料的阻力特性进行测试,得到它在清洁状态下的阻力系数以及发尘条件下的综合 渗透率。使我们对提高滤料的分级过滤效率更有针对性。 |