排尘离心通风机内气固两相流设计分析
发表时间：2020-08-05 11:01:52
排尘离心通风机内气固两相流设计分析
摘要对离心风机内三维气休流场和三维粒子运动轨迹进行理论和数值分析，并以C5-54-ll 型排尘离心通风机为研究对象，找出不同领拉粒径、进口住直对叶轮碰撞和磨损的影响。以此为依据，从气体动刀学观点出发，对原风机进行改型设计。测试结果表明，改型设计后的风机的防磨性能得到了改善，效率明显提高。
关键词：离心风机，气回两相、有限元解法
固体颗粒进入排尘离心风机内的流动轨迹不同于气流，它因颗粒的大小、浓度、重量及流道形状和气流流场不同而有不同的粒子轨迹和运动特性。固体颗粒将与静止部件和叶栅不可避免地发生摩擦、碰撞、反弹及侵蚀，从而影响风机的气动性能和效率。固体颗粒对叶片表面的侵蚀，影响风机的动平衡且危及可靠性和使用寿命，甚至影响整个动力装置或工艺装置的可靠运行。
国内外杂志上发表了不少有关的文章，但所有的分析均局限在二雄范围之内，迄今为止，还未有计算离心叶轮内颗粒三维运动轨迹的结果。本文采用气固两相流单相藕合模型，从粒子运动方程出发，分析了离心风机内不同颗粒粒径、进口位置对叶轮碰撞和磨损的影响。以此为依据，从气体动力学观点出发，对原CS-54 11型排尘离心通风机进行了改型设计，测试结果表明，风机的防磨特性得到了改善，效率明显提高。改型设计的风机已通过鉴定。
一、排尘离心风机内的粒子运动方程由于排尘离心通风机中颗粒是稀相的，颗粒容积率及颗粒的相互作用可以忽略；
且假定颗粒的直径相等、物理特性相同；
颗粒的运动由两相速度差和惯性力作用产生，可以忽略重力的影响。
二、 排尘风机在实际中的应用及效果国内不少单位需要处理大量含尘、杂质、纤维、木屑等气体，以利于改善工作环境，保证生产过程的正常运行。
例如，在纺织行业的除尘系统设计和改造中，以往均采用效率较高的通用风机，如T4 一72,4-72,4-79 型离心通风机。但用以除尘系统中，此类风机运行效率低，往往产生叶轮进口挂花、机壳积灰、叶片磨损等现象，影响风机的正常运行。据上棉十二厂、十五厂、十七厂和二十九厂等用户反映， CS-54-11 型排尘离心风机防止了叶轮进口挂花现象，机壳无积灰、叶片磨损减轻，风机运行平稳，运行效率平均提高了10% 左右。
三、结论
( 1）由理论、数值分析和测试结果可知，对一般工业用排尘离心风机，采用单相桐合模型来预测磨损部位是切实可行的。
( 2）以CS-54-11 排尘离心通风机为例进行气固两相流数值分析，找出不同颗粒粒径、进口位置对叶轮碰撞和磨损的影响，有助于从气体动力学观点出发，提出排尘离心通风机防磨设计新方法。
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