濾袋濾料凈化性能的模擬與實(shí)驗(yàn)研究

1403濾袋除塵材料除塵性能的模擬與實(shí)驗(yàn)研究

濾料凈化性能的模擬與實(shí)驗(yàn)研究

過濾與凈化是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。濾芯為了凈化原生態(tài)的資源和資源的再利用，而需要的凈化設(shè)備。濾芯具有壓差低，納污能力強(qiáng)，使用壽命長等特性；適用于真空鍍膜、機(jī)械、光盤、冶金、石油、制冷設(shè)備等領(lǐng)域。過濾器輸送介質(zhì)管道上不可缺少的一種裝置，通常安裝在減壓閥、泄壓閥、定水位閥 ,方工過濾器其它設(shè)備的進(jìn)口端設(shè)備。過濾器由筒體、不銹鋼濾網(wǎng)、排污部分、傳動(dòng)裝置及電氣控制部分組成。過濾袋作為過濾元件，過濾袋引是過濾過程中的關(guān)鍵一環(huán)，濾袋品質(zhì)在很大程度上決定了用戶有過濾效果，可以針對(duì)性的滿足各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。粉塵的過濾與凈化涉及到過濾介質(zhì)的沉積與粉塵的捕獲，過濾介質(zhì)的壓力損失和能耗隨過濾時(shí)間的增加而急劇增加，為了提高過濾介質(zhì)的除塵效率，優(yōu)化過濾操作流程，降低過濾運(yùn)行成本，降低能耗，研究開發(fā)高效、低阻、易清洗的新型過濾介質(zhì)是多年來許多學(xué)者和研究者的目標(biāo)。因此，本課題圍繞粉塵過濾凈化問題，進(jìn)行研究，研究重點(diǎn)為降低工業(yè)粉塵過濾壓力損失和優(yōu)化選材等。對(duì)如何優(yōu)化過濾操作，如何優(yōu)化過濾介質(zhì)的選擇和設(shè)計(jì)進(jìn)行了理論、實(shí)驗(yàn)和模擬研究。這項(xiàng)研究的主要結(jié)果包括:

(1)考慮濾袋介質(zhì)中粉塵顆粒的沉積，根據(jù)質(zhì)量守恒定律建立了纖維過濾介質(zhì)中粉塵濃度分布的數(shù)學(xué)模型。在單纖維捕集系數(shù)固定且隨粉塵沉積質(zhì)量變化的條件下，從理論上求解粉塵濃度分布的數(shù)學(xué)模型，得到非穩(wěn)態(tài)捕集效率的理論計(jì)算公式。傳統(tǒng)過濾理論捕獲效率的計(jì)算公式是該模型理論的特例。通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究和分析，證明了該數(shù)學(xué)模型的兩個(gè)理論解。

(2)通過對(duì)傳統(tǒng)過濾效率理論計(jì)算公式中影響因素的分析計(jì)算，獲得了大量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了回歸統(tǒng)計(jì)分析，得到了計(jì)算捕集效率的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?

(3)建立了非穩(wěn)態(tài)壓力損失的機(jī)理和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⑼ㄟ^對(duì)國產(chǎn)纖維濾料性能的測(cè)試，對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，為國產(chǎn)濾料在除塵中的應(yīng)用積累了研究數(shù)據(jù)和資料。

(4)在假設(shè)條件下，開發(fā)計(jì)算機(jī)模擬程序，對(duì)纖維濾料中粉塵顆粒的沉積進(jìn)行可視化，模擬粉塵沉積和過濾過程，研究濾料和粉塵顆粒的特性與過濾性能的關(guān)系，并將模擬結(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)，從而可以用計(jì)算機(jī)模擬研究代替實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化濾料的選擇和設(shè)計(jì)。

(5)通過建立基于計(jì)算機(jī)的隨機(jī)沉積模型，進(jìn)行了大量的計(jì)算機(jī)計(jì)算，研究了不同粒徑的顆粒沉積與不同纖維直徑和距離等因素之間的關(guān)系，為合理設(shè)計(jì)濾料結(jié)構(gòu)和開發(fā)新型濾料提供了理論依據(jù)。通過計(jì)算機(jī)模擬分析，得出了粉塵粒徑、纖維直徑與過濾介質(zhì)填充率、收集效率和壓力損失之間的關(guān)系。