氣流均布性分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-12-01
氣流均布性分析的實(shí)例教程
本次模擬對(duì)象為電除塵器改造項(xiàng)目，本除塵器共三電場(chǎng)，進(jìn)口為下部進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，但不同于以往常規(guī)漸擴(kuò)型下進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，而是豎直向上的進(jìn)氣煙道直插于水平進(jìn)氣口的下底板上，該結(jié)構(gòu)相對(duì)于以往常規(guī)漸擴(kuò)型下進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對(duì)氣流的擴(kuò)散性更差，如果進(jìn)氣口內(nèi)不增加任何導(dǎo)流措施時(shí)，該電除塵器電場(chǎng)前斷面的氣流均布性很難達(dá)到要求，針對(duì)目前電除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)三維軟件及CFD流體仿真技術(shù)對(duì)本電除塵器進(jìn)行建模并計(jì)算除塵器內(nèi)部的煙氣流場(chǎng)分布狀態(tài)，通過(guò)添加必要的導(dǎo)流措施對(duì)除塵器電場(chǎng)前流場(chǎng)分布進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到電場(chǎng)前斷面氣流均布指標(biāo)滿足要求的目的。
本電除塵器模型如下所示：包括進(jìn)出口管道、除塵器本體（含極板、殼體內(nèi)部阻流板等）、灰斗（含灰斗阻流板）、進(jìn)氣口（含氣流分布板）、出氣口（含槽形板）。
（a）
（b）
圖1 三維模型
圖中d01~d03為各電場(chǎng)前監(jiān)測(cè)面。
為上述模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，分布板及槽型板處網(wǎng)格尺寸為30 mm，其附近網(wǎng)格尺度為50~80 mm，進(jìn)出口煙道及電場(chǎng)內(nèi)網(wǎng)格尺度為100 mm，電場(chǎng)處采用結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格，其他均采用非結(jié)構(gòu)性網(wǎng)格；其中面網(wǎng)格總數(shù)約為138萬(wàn)，體網(wǎng)格總數(shù)約3400萬(wàn)；經(jīng)調(diào)整優(yōu)化，錯(cuò)誤網(wǎng)格數(shù)為0，見(jiàn)圖2。
二、邊界條件
本設(shè)備運(yùn)行時(shí)，風(fēng)量為180000 Nm3/h，氣體溫度約350 ℃，工況下風(fēng)量約4107969 m3/h，進(jìn)口邊界條件為速度進(jìn)口（velocity-inlet）；進(jìn)口速度約23.26m/s，出口壓力出口（（pressure-outlet）），出口壓力設(shè)定為0Pa，湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型，壁面函數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)，固壁面設(shè)置為無(wú)滑移壁面。分布板采用多孔跳躍面，其開(kāi)孔率由上到下分別為38.7%，43%和54.5%。極板簡(jiǎn)化為無(wú)厚度的wall面。
展開(kāi) 監(jiān)測(cè)面打點(diǎn)圖
3、 計(jì)算結(jié)果及分析
3.1 原始結(jié)構(gòu)
原脫硝塔模擬運(yùn)行狀態(tài)如下：
監(jiān)測(cè)面的速度云圖
整體速度流線圖
監(jiān)測(cè)面的速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr
監(jiān)測(cè)面的速度入射角度
分析：監(jiān)測(cè)面的速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr=65.82%，不滿足判定標(biāo)準(zhǔn)要求，且速度入射角嚴(yán)重偏大，速度角度偏大會(huì)造成局部催化劑磨損，應(yīng)該對(duì)該處的速度入射角進(jìn)行調(diào)整，從而滿足判定標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.2 添加導(dǎo)流板
調(diào)整導(dǎo)流板后脫硝塔模擬運(yùn)行結(jié)果如下：
監(jiān)測(cè)面的速度云圖
速度流線圖
監(jiān)測(cè)面的速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr
監(jiān)測(cè)面的速度入射角度值
分析：通過(guò)導(dǎo)流板的均流及對(duì)高速氣流的擴(kuò)散作用，計(jì)算結(jié)果速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr及速度入射角度都滿足判定標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3阻力控制
脫硝塔進(jìn)出口煙道，其阻力模擬如下：
進(jìn)口管道：160Pa（包含進(jìn)口煙道與原煙道對(duì)接處局部阻力）
出口管道：248Pa（包含出口煙道與原煙道對(duì)接處局部阻力）
4、 結(jié)論
綜上所述，在管道及進(jìn)氣口處添加導(dǎo)流板后，監(jiān)測(cè)面位置的氣流均布效果已達(dá)到要求，速度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sr=6.63%<15%，最大速度入射角小于10°，可以有效的避免催化劑積灰及氣流對(duì)催化劑的磨損。
展開(kāi) 一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
某鋼廠濕式電除塵項(xiàng)目為蜂窩式濕電結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣方式為下側(cè)進(jìn)氣，殼體內(nèi)含有分布板及陽(yáng)極管束、噴淋層等，該種結(jié)構(gòu)對(duì)氣流均布性需求較高，對(duì)整臺(tái)項(xiàng)目做CFD氣流模擬，從而得出最優(yōu)的氣流均布方案。
二、模型建立
整臺(tái)模型按照所提供圖紙1:1建立三維模型，包括陽(yáng)極管束、分布板、部分進(jìn)出口管道等，三維模型如下圖：
模型中所設(shè)置的氣流均布檢測(cè)面分別為m面、x面，分別位于陽(yáng)極管束下方200mm處、陽(yáng)極管束上方200mm處，如上圖所示。
三、計(jì)算參數(shù)
3.1計(jì)算模型
湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型，湍流流場(chǎng)的計(jì)算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對(duì)流項(xiàng)采用一階迎風(fēng)格式，近壁面采用壁面函數(shù)法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動(dòng)，整個(gè)模擬過(guò)程為等溫過(guò)程。
3.2邊界條件及計(jì)算參數(shù)
入口邊界條件設(shè)置為速度入口，出口邊界條件設(shè)為壓力出口，壁面采用無(wú)滑移邊界條件。
四、計(jì)算結(jié)果定義與分析
4.1定義
因在濕電除塵過(guò)程中，氣流均布很重要，要求截面測(cè)得的各點(diǎn)速度大小通過(guò)式（1）計(jì)算氣流分布均勻性標(biāo)準(zhǔn)偏差Cv，其值Cv≤30%為合格。
………………………………………（1）
式中：——測(cè)點(diǎn)風(fēng)速，單位為m/s；
——平均風(fēng)速，單位為m/s；
n——截面測(cè)點(diǎn)數(shù)。
計(jì)算各測(cè)試截面測(cè)得的結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差Cv，再按表1查出值（趨進(jìn)速度偏差），△W≤12%為合格。
展開(kāi) 
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一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介
某鋼廠濕式電除塵項(xiàng)目為蜂窩式濕電結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣方式為下側(cè)進(jìn)氣，殼體內(nèi)含有分布板及陽(yáng)極管束、噴淋層等，該種結(jié)構(gòu)對(duì)氣流均布性需求較高，對(duì)整臺(tái)項(xiàng)目做CFD氣流模擬，從而得出最優(yōu)的氣流均布方案。
二、模型建立
整臺(tái)模型按照所提供圖紙1:1建立三維模型，包括陽(yáng)極管束、分布板、部分進(jìn)出口管道等，三維模型如下圖：
模型中所設(shè)置的氣流均布檢測(cè)面分別為m面、x面，分別位于陽(yáng)極管束下方
本次模擬對(duì)象為電除塵器改造項(xiàng)目，本除塵器共三電場(chǎng)，進(jìn)口為下部進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，但不同于以往常規(guī)漸擴(kuò)型下進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，而是豎直向上的進(jìn)氣煙道直插于水平進(jìn)氣口的下底板上，該結(jié)構(gòu)相對(duì)于以往常規(guī)漸擴(kuò)型下進(jìn)氣結(jié)構(gòu)對(duì)氣流的擴(kuò)散性更差，如果進(jìn)氣口內(nèi)不增加任何導(dǎo)流措施時(shí)，該電除塵器電場(chǎng)前斷面的氣流均布性很難達(dá)到要求，針對(duì)目前電除塵器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)三維軟件及CFD流體仿真技術(shù)對(duì)本電除塵器進(jìn)行建模并計(jì)算除塵器內(nèi)部的煙氣流場(chǎng)分布狀態(tài)
脫硝項(xiàng)目中，脫硝塔中布置4層催化劑，為保證脫硝效率和防止催化劑層堵塞、磨損，對(duì)脫硝塔（包含進(jìn)出口管道、導(dǎo)流格柵與催化劑層等）做CFD模擬。
1、 脫硝塔三維模型圖及斷面監(jiān)測(cè)位置
脫硝塔三維模型示意圖
2、 計(jì)算參數(shù)
2.1計(jì)算模型
湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型，湍流流場(chǎng)的計(jì)算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對(duì)流項(xiàng)采用一階迎風(fēng)格式
