气流组织设计除了依靠设计者的经验之外,还要依靠试验研究、数值模拟和理论分析计算等手段。
1.试验研究
试验研究是研究气体流动最经典、最可靠的方法。该方法的优点是准确、可靠。缺点是制作模型和试验耗费大、耗时长。但做某些部件研究如一些弹性软管、阀门开发等气流阻力研究仍有很大空间。在工程中不乏应用。
2.数值模拟
随着计算机技术的飞速发展,数值模拟应运而生。与实验研究相比,数值模拟研究流体具有无比的优越性:
1)耗费少、时间短、省人力,便于优化设计;
2)能对实验难以测量的量做出估计;
3)能为实验研究指明正确的方向,从而减少投资、降低消耗;
4)模拟研究的条件易于控制,再现性好。
由于数值模拟的优越性,所以这种方法一诞生就得到了广泛的应用。但是另一方面数值模拟也有一定的局限性:
1)数值模拟需要准确的数学模型,对于不少问题,在其机理尚末完全清楚之前,数学模型很难准确化;(www.xing528.com)
2)数值模拟中对数学方程进行离散化处理时,需要对计算中遇到的稳定性、收敛性进行分析。这些分析方法对于线性方程式有效的,而对于非线性方程没有完整的理论,对于边界条件的分析困难就更大些。所以计算方法本身正确与否也要通过实际计算加以确定,为了模拟结果的正确性,还必须与相应的实验研究进行比较。
3)数值模拟本身还受到计算机条件的限制,由于计算机运行速度和容量大小的限制,有些问题尽管已有了成熟的模型,但是完全实现模拟并不现实。因此,数值模拟的发展需要大力发展计算机,并改进计算方法,提高效率。
3.理论分析计算
利用现有的理论和某些现成的研究成果或测试数据,对除尘器的气流运动阻力进行计算是气流组织设计的重要手段,其优点是简便容易,可节省时间、人力和费用。缺点是气流速度分布给出的数据没有前两种方法精确,而且设计者要掌握足够数据。
4.气流分布装置的设计原则
1)理想的均匀流动按照层流条件考虑,要求流动断面缓变及流速很低来达到层流流动,主要控制手段是在袋式除尘器内依靠导向板和分布板的恰当配置,使气流能获得较均匀分布。但在大断面的袋式除尘器中完全依靠理论设计配置的导流板是十分困难的,因此常借助一些模型试验,在试验中调整导流板的位置和形式,并从其中选择最好的条件作为设计的依据。
2)在考虑气流均布合理的同时,要把袋室内滤袋布置与气流流动状况统一考虑,满足既降低设备阻力又保证除尘效果的作用。
3)袋式除尘器的进出管道设计应从整个工程系统来考虑,尽量保证进入除尘器的气流分布均匀,多台除尘器并联使用时,应尽量使进出管道在除尘系统中心位置。
4)为了使袋式除尘器的气流分布达到理想的程度,有时在除尘器投入运行前,现场还要对气流分布板做进一步的测定和调整。
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