內(nèi)外筒式雙層結(jié)構(gòu)濾袋的效能分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
文章作者：諾和環(huán)?！ “l(fā)布時(shí)間：2019-05-07
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內(nèi)外筒式雙層結(jié)構(gòu)濾袋( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)為雙袋) ，是 在普通濾袋內(nèi)部增設(shè)一個(gè)較小的、倒置的內(nèi)部濾袋， 從而形成了外袋外濾、內(nèi)袋內(nèi)濾的過(guò)濾形式，其結(jié)構(gòu) 和過(guò)濾原理如圖 1 所示。雙袋獨(dú)特的向內(nèi)延伸的結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)，可有效避免為增加濾袋過(guò)濾面積( 如增加 濾袋數(shù)量或增加濾袋長(zhǎng)度) 導(dǎo)致除塵器本體尺寸增 大，帶來(lái)除塵器強(qiáng)度和剛度削弱或制造鋼材用量增 加的缺點(diǎn)。這種無(wú)需對(duì)除塵器整體設(shè)計(jì)框架進(jìn)行較 大改動(dòng)，只需經(jīng)過(guò)相關(guān)核算后的局部加強(qiáng)再更換這 種新型結(jié)構(gòu)濾袋，即可實(shí)現(xiàn)處理能力提升的措施，較 適合現(xiàn)有袋式除塵器的設(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)改造。同 時(shí)，雙袋的使用可使除塵器有更大的冗余量以滿(mǎn)足 更寬的操作工況要求。
雙袋結(jié)構(gòu)的雛形早由 1974 年的美國(guó)專(zhuān)利提 出，其旨在充分利用除塵器內(nèi)部空間，在不改變除塵 器總體結(jié)構(gòu)的情況下，只改變?yōu)V袋形式來(lái)提高除塵 器的過(guò)濾面積。1985 年我國(guó)研制了一種反吹風(fēng) 式雙袋除塵器，其單位箱體容積內(nèi)的過(guò)濾面積比 MC 型脈沖袋式除塵器增加了 60%，極大地提高了 經(jīng)濟(jì)效益。2011 年美國(guó)專(zhuān)利展示了如何將雙袋 應(yīng)用于脈沖袋式除塵器的方法，并指出雙袋在增加 除塵器過(guò)濾面積上的優(yōu)勢(shì)。2013 年南昌大學(xué)應(yīng) 用 CFD 技術(shù)對(duì)雙袋進(jìn)行了研究，其所建雙袋模型較 普通單筒袋模型大可提高 50%的處理量。 已有研究表明: 雙袋確有提高除塵器過(guò)濾面積 和處理量的技術(shù)潛力，但提高的處理量與增加的過(guò)濾面積存在何種關(guān)系，雙袋內(nèi)部濾袋的過(guò)濾表現(xiàn)如 何，雙袋除塵器的處理能力如何計(jì)算以及大限度 的發(fā)揮雙袋內(nèi)部濾袋過(guò)濾作用的方法仍需研究。這 些問(wèn)題的解決對(duì)于雙袋的選用及雙袋除塵器的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)與優(yōu)化至關(guān)重要。針對(duì)上述問(wèn)題，本文對(duì)普通 袋和雙袋除塵器的過(guò)濾過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。 1 數(shù)值仿真模型的建立 1.1 幾何模型及網(wǎng)格劃分 幾何模型參考課課題組根據(jù)產(chǎn)品原型簡(jiǎn)化建立 的物理模型。模型箱體截面為正方形，邊長(zhǎng) 0.8 m， 上箱體高 1.5 m，中箱體高 6.5 m，灰斗高 0.5 m。中 箱體內(nèi)放置 9 個(gè)濾袋，濾袋橫縱間距分別為 0.23、 0.25 m排布方式如圖 2 所示。普通單筒濾袋選取常 用的直徑 0.16 m 長(zhǎng)度為 6 m 的圓筒型濾袋。雙袋 以普通袋為外濾袋，不同高度、直徑的濾袋為內(nèi)濾 袋。選取的內(nèi)濾袋高度有 1、2、3、4、5 m，內(nèi)濾袋直 徑有 0.04、0.06、0.08、0.1、0.12 m。運(yùn)用 Gambit 軟件 對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)化建?？梢詫?shí)現(xiàn)模型的快速轉(zhuǎn)換， 出于計(jì)算精度和內(nèi)存的考慮，劃分網(wǎng)格時(shí)，濾袋和大 部分中箱體劃六面體網(wǎng)格，其余部分劃四面體網(wǎng)格， 各模型網(wǎng)格數(shù)量均在 100 萬(wàn)左右。為方便陳述，以 Bag0命名普通袋除塵器模型，以 Bagi，j命名各雙袋除 塵器模型，其中 i 和 j 分別表示內(nèi)濾袋的高度和直徑。
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