濾袋過(guò)濾材料凈化性能的模擬與實(shí)驗(yàn)研究。

濾袋過(guò)濾材料凈化性能的模擬與實(shí)驗(yàn)研究

仿真和實(shí)驗(yàn)研究在過(guò)濾材料的凈化性能

過(guò)濾凈化是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要問(wèn)題。液體過(guò)濾袋密閉過(guò)濾：濾袋與配套過(guò)濾器同時(shí)使用，利用系統(tǒng)流體壓力，將液體擠壓通過(guò)濾袋，以達(dá)到過(guò)濾的目的。具有流速快，處理能力大，濾袋使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，特別適應(yīng)大流量需密閉過(guò)濾的場(chǎng)合。針刺氈過(guò)濾袋在脈沖和氣箱式脈沖除塵器中，粉塵是附著在濾袋的外表面。含塵氣體經(jīng)過(guò)除塵器時(shí)，粉塵被捕集在濾袋的外表面，而干凈氣體通過(guò)濾料進(jìn)入濾袋內(nèi)部。濾袋內(nèi)部的籠架用來(lái)支撐濾袋，防止濾袋塌陷，同時(shí)它有助于塵餅的清除和重新分布。在粉塵的過(guò)濾凈化中存在著許多問(wèn)題，如粉塵在過(guò)濾介質(zhì)中的沉積、過(guò)濾介質(zhì)的壓力損失和能耗隨過(guò)濾時(shí)間的增加而急劇增加、過(guò)濾介質(zhì)的頻繁清洗和更換、除塵效率的提高等。優(yōu)化過(guò)濾操作工藝，降低過(guò)濾操作成本，降低能耗。多年來(lái)，許多學(xué)者和研究人員一直致力于開發(fā)高效、低阻力、易除灰的新型過(guò)濾介質(zhì)。為此，本課題重點(diǎn)研究粉塵的過(guò)濾凈化問(wèn)題。研究的重點(diǎn)是降低工業(yè)粉塵過(guò)濾的壓力損失和優(yōu)化選材。從理論、實(shí)驗(yàn)和模擬三個(gè)方面研究了如何優(yōu)化過(guò)濾操作和過(guò)濾介質(zhì)的選擇與設(shè)計(jì)。主要研究?jī)?nèi)容和成果包括：

(1)考慮粉塵顆粒在濾袋介質(zhì)中的沉積，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，建立了纖維過(guò)濾介質(zhì)中粉塵濃度分布的數(shù)學(xué)模型，用該理論求解了粉塵濃度分布的數(shù)學(xué)模型，得到了非穩(wěn)態(tài)捕集效率的理論計(jì)算公式。傳統(tǒng)過(guò)濾理論的收集效率計(jì)算公式是模型理論的特例，通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究和分析，驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的兩種理論解。雖然形式不同，但計(jì)算結(jié)果基本相同。

（2）通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)過(guò)濾效率理論計(jì)算公式中影響因素的分析計(jì)算，得到了大量的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行回歸統(tǒng)計(jì)分析，得出了計(jì)算過(guò)濾效率的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。以便于?duì)過(guò)濾介質(zhì)的收集效率進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，為多分散粉塵顆粒的總收集效率計(jì)算提供計(jì)算方法和途徑。

（3）通過(guò)測(cè)試國(guó)內(nèi)纖維過(guò)濾器的性能建立機(jī)制和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牟环€(wěn)定壓力損失，學(xué)習(xí)，驗(yàn)證模型，在粉塵控制用于國(guó)內(nèi)媒體，積累的研究的數(shù)據(jù)和信息。

（4）在研究過(guò)濾材料與粉塵顆粒特性和過(guò)濾性能之間的關(guān)系的前提下，建立計(jì)算機(jī)仿真程序，模擬纖維過(guò)濾材料中可見粉塵顆粒的積塵沉積和過(guò)濾過(guò)程，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，得到必要的修正和參數(shù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬對(duì)過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化選擇和設(shè)計(jì)。

（5）由所述計(jì)算機(jī)模型隨機(jī)沉積，計(jì)算機(jī)使用大量計(jì)算的，不同的顆粒尺寸和顆粒沉積相對(duì)于彼此，例如不同的纖維直徑和間距，對(duì)于合理設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件的問(wèn)題新過(guò)濾器的發(fā)展濾波器結(jié)構(gòu)提供了理論依據(jù)。計(jì)算機(jī)模擬分析，灰塵，纖維直徑的顆粒尺寸和過(guò)濾介質(zhì)收集效率填充率和壓力損失之間的相關(guān)性，所述梯度過(guò)濾器提出了濾波器設(shè)計(jì)的良好過(guò)濾特性。