脈沖圓湍射流近場區(qū)流場特性的數(shù)值模擬.pdf

1、脈沖袋式除塵器是利用脈沖噴吹射流進(jìn)行清灰的，因此研究脈沖噴吹射流的流場特性就顯得尤為重要。由于受到脈沖氣流噴吹的影響，脈沖袋式除塵器的濾袋在清灰過程中會產(chǎn)生破損的現(xiàn)象，從而影響袋式除塵器的壽命。噴吹距離的大小影響了脈沖射流到達(dá)濾袋的時(shí)間，從而對清灰效果產(chǎn)生影響；袋式除塵器中的環(huán)境氣體溫度高于脈沖射流的溫度，在射流噴吹的過程中影響了射流的流動(dòng)；由于脈沖袋式除塵器的噴吹系統(tǒng)是由多個(gè)噴嘴組成的，不同噴嘴噴吹的氣流之間會產(chǎn)生影響，從而影響了整個(gè)

2、射流的流場。本文通過Gambit軟件建立不同的物理模型，運(yùn)用目前相對成熟的計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT作數(shù)值模擬，運(yùn)用大渦模擬（LES）方法，分析脈沖圓湍射流近場區(qū)的流場特性，分析各個(gè)因素對圓湍射流近場區(qū)流場的影響，為脈沖袋式除塵器清灰系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，為將來優(yōu)化袋式除塵器，開發(fā)更加優(yōu)良的清灰技術(shù)奠定基礎(chǔ)，因此，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文首先通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)對比的方法，驗(yàn)證了大渦模擬（LES）方法的可行性。通過建立與文獻(xiàn)

3、中實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嘁恢碌奈锢砟Ｐ?，運(yùn)用大渦模擬（LES）方法進(jìn)行數(shù)值模擬，得到的結(jié)論與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的很好，從而驗(yàn)證了大渦模擬（LES）方法適合本文。
　　由于袋式除塵器中的內(nèi)部溫度比脈沖射流的溫度高，本文研究了脈沖圓湍射流進(jìn)入不同溫度環(huán)境中的流場特性，環(huán)境溫度分別為300K、400K、500K，結(jié)果表明在不同的環(huán)境溫度下，射流的流場特性是不同的。在相同的入口條件下，隨著環(huán)境溫度的升高，射流的核心長度變長，射流軸線上的速度衰減的越

4、慢，發(fā)生了渦流脫體的位置到射流噴嘴的距離也越長。射流的速度和湍動(dòng)能沿著徑向的衰減和擴(kuò)散隨著溫度的升高而減小。隨著環(huán)境溫度的升高，到射流噴嘴相同距離的監(jiān)測點(diǎn)的速度脈動(dòng)幅度變小，速度功率頻譜波峰值也減小。環(huán)境的溫度越高，進(jìn)入熱環(huán)境中的射流的流場就越趨于穩(wěn)定。
　　其次，本文研究了多組脈沖圓湍射流近場區(qū)流場的流場特性，并與相同的速度條件和邊界條件下的單射流進(jìn)行對比。結(jié)果表明，多組射流工況下的射流的核心長度明顯長于單射流工況下的射流的核心

5、長度。以多組射流中的5號射流為例，射流軸線上的速度衰減慢于單射流工況下的射流，發(fā)生了渦流脫體的位置到射流噴嘴的距離較長。多組射流工況下，到射流噴嘴相同距離的監(jiān)測點(diǎn)的速度脈動(dòng)幅度比單射流工況下的小，速度功率頻譜波峰值也小。與單射流工況相比，多組射流工況下的射流流場更加趨于穩(wěn)定。
　　文章還對中心射流管不同中伸長度下的脈沖圓湍同軸射流的流場特性進(jìn)行了研究，中伸長度L分別為2.5Di、5Di、7.5Di。結(jié)果表明，隨著中伸長度的增加，射

6、流的核心長度變短，但都遠(yuǎn)大于單噴嘴條件下射流的核心長度；除了中心射流管中伸長度在2.5Di的工況下，中心射流的核心長度加上中伸長度可以有效地延長中心射流的核心噴吹距離，其余工況均不能達(dá)到有效延長中心射流核心噴吹距離的效果。同時(shí)在中心射流管中伸長度在2.5Di的工況下，射流的核心區(qū)域也更加穩(wěn)定。
　　文章最后研究了濾袋在射流噴吹作用下的振動(dòng)問題。在恒定壓力作用下，濾袋的受迫振動(dòng)與濾袋的彈性模量、長度、半徑、密度、厚度、作用在濾袋內(nèi)壁