击打流除尘器内独特粒子受力型工效原理研讨
颗粒在湍流区的运动及参数确定撞击流除尘器中单颗粒运动轨迹如示。颗粒以up=0的初速度进入加速管，受空气加速作用与气流同向运动，如果加速管足够长，颗粒速度将达到气速ua，从而在点1和接近撞击面的点2处相对速度u=0.否则，颗粒将以小于ua的速度up，0到达撞击面点2处。在紧靠撞击面之后的点3处，颗粒受反向气流的作用，向前作减速运动，直到点4处颗粒速度变为0.从点5开始，颗粒运动方向改变180°，并重新开始作加速运动。如此反复，经过若干次减幅振荡后，颗粒丧失了动能，掉出悬浮流体。因为是循环过程，推导出颗粒经历第一次减速和第一次加速阶段的关系式，其他减速阶段和加速阶段的求解问题即可解决，从而可以预测出颗粒的整个运动情况。 撞击流除尘器中单颗粒运动轨迹根据流态和颗粒运动阶段，可导出颗粒在层流区、过渡区、湍流区形态下的飞行时间、距离，以及颗粒渗入反向气流的最大距离和通过该距离的最长飞行时间。由于对撞流中颗粒一般都是处于湍流状态，故只推导湍流区，此时103 。 渗入反向气流最大深度及飞行时间考虑颗粒第一次作减速运动阶段（中点3和4之间），此时，up-ua=up+ua，将该式及cf=0。44代入式（3），则：dupdt=-0。33ρaρpdp（up+ua）2（4）定义up=dxdt，经积分变换后，可得：updupdx=-0。33ρaρpdp（up+ua）2（5）利用边界条件，当颗粒位于点3时：t=0，up=up，0，x=0，积分式（5）和（4）可得颗粒在该减速阶段飞行距离xd及飞行时间td：xd=ρpdp0。33ρa1nua+up，0ua+up+ua1ua+up，0-1ua+up（6）td=ρpdp0。33ρa1ua+up-1ua+up，0（7）临界条件下，颗粒以加速气流速度进入减速阶段，且在减速阶段结束时颗粒速度完全消失，即up，0=ua，up=0，则可得出颗粒渗入反向气流中的最大距离xmax和通过这段距离的飞行时间tmax：xmax≈0。59dpρpρa（8）tmax≈1。52dpρpuaρa（9） 因此颗粒在湍流区运动，将有关参数代入式（16），用牛顿迭代法计算得速度比系数γ=0。36，颗粒经加速管加速后到达对撞面的速度up，0=γua=8。856m/s. 颗粒到达对撞面后，继续以8.856m/s的速度惯性渗入反向气流，由式（6）、（5）求得渗透距离和渗透时间分别为xd=0.24m，td=0.013s.然后颗粒再次经过加速运动阶段到达撞击面，将有关参数代入式，可以求得颗粒飞行时间和再次到达撞击面的速度分别为：tac=0.032s，up=5.32m/s. 结论1）从颗粒受力分析出发，建立了撞击流除尘器中单颗粒的动力学模型，推导出有助于除尘器设计的几个重要参数，可用于指导撞击流除尘器的设计、制造。 2）实例计算结果表明，物料在撞击流中作减幅振荡运动，其运动可分为加速段和减速段。该模型可预测颗粒在撞击区中各位置的速度值和停留时间分布，进而可对撞击流除尘进行更深入的研究。
