長錐體旋風(fēng)除塵器的設(shè)計【說明書+CAD】
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長錐體旋風(fēng)除塵器的設(shè)計學(xué) 生: 指導(dǎo)老師: 一、題目來源 生產(chǎn)實踐 二、研究目的和意義隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,生產(chǎn)中散發(fā)的各種粉塵已成為污染車間和室內(nèi)外大氣的主要污染物,高濃度的懸浮粉塵使大氣能見度降低;某些懸浮粉塵在適宜條件下還會爆炸,威脅生產(chǎn)安全和人生安全,也是引起塵肺等職業(yè)病的根源。除塵器是控制和治理粉塵的主要設(shè)備,也是除塵系統(tǒng)中的主要設(shè)備,是從塵氣流中將粉塵分離出來并加以捕集的裝置。20世紀(jì)60年代以后,隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境日趨惡化,各國對環(huán)境保護普遍重視,制定了嚴(yán)格的粉塵排放標(biāo)準(zhǔn),從而促進(jìn)了除塵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,特別是高效、新型除塵器的研制也得到了快速的發(fā)展。尤其是最近幾十年,除塵器的發(fā)展更是日新月異。在眾多類別的除塵器中尤其以旋風(fēng)除塵器的應(yīng)用最為廣泛,發(fā)展更為迅速。除塵機理和性能決定了這種除塵器的應(yīng)用范圍和效果,而實際情況中,污染物的種類也有差別,所以選用合適的除塵設(shè)備,不僅節(jié)省人力、物力和財力,而且容易達(dá)到理想的除塵效果。本設(shè)計旨在現(xiàn)有的旋風(fēng)除塵器的基礎(chǔ)上對其除塵效率進(jìn)行研究,設(shè)計出長錐體旋風(fēng)除塵器,使其性能更加優(yōu)越。三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1牟春宇,姜大志.旋風(fēng)除塵器環(huán)形空間氣流運動的數(shù)值研究J.環(huán)境工程學(xué)報, 2007,1(8):96100 2王薇,焦清介.旋風(fēng)除塵器灰環(huán)磨損與錐體角度關(guān)系的研究J.安全與環(huán)境學(xué)報,2004,4(3):11143梁朝林.旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)改進(jìn)和研究J.煉油技術(shù)與工程,2002, 32(9):8114蔡振華.泥質(zhì)物料干燥系統(tǒng)在汪家寨礦選煤廠的應(yīng)用J.煤炭加工與綜合利用, 2005,(3):465 李多松.中小型鍋爐配用的旋風(fēng)除塵器在使用中的問題及對策J.環(huán)境工程 ,1992,10(4):4750 6 楊華萍,孫世芳,袁榮正,呂丙航,李滇.硝酸磷肥噴漿造粒尾氣除塵系統(tǒng)的技術(shù)改造J.磷肥與復(fù)肥 1999,(6):32347 遲富新,董士哲.粗煤氣及清洗系統(tǒng)在本鋼二鐵廠六號高爐的應(yīng)用J.遼寧科學(xué)學(xué)院學(xué)報,2005, 7(3):24258 唐純熙,張英,洪波,范立群.旋風(fēng)除塵器流場和濃度場的測試與分析J.通用除塵, 1992,(1):5109 張吉光,葉龍.高效旋風(fēng)器分級效率理論計算的新方法J.青島建筑工程學(xué)院學(xué)報,1991, 12(4):414810舒帆.影響旋風(fēng)除塵器除塵效率的因素分析J.糧食加工,2008, 33(3):737711華愛明,汪軍,徐開義.電極形式和布置方式對靜電旋風(fēng)除塵器性能的影響J.能源研究與信息,2005,21(2):758112范小剛,黃威鋼.高爐軸流旋風(fēng)除塵器技術(shù)及應(yīng)用J.煉鐵,2006,25(5):172113沈恒根,葉龍,許晉源,張希仲.旋風(fēng)分離器平衡塵粒模型J.動力工程, 1996,16(1):333614張建,金有海.不同錐體結(jié)構(gòu)旋風(fēng)除塵器的分離特性數(shù)值研究J.石油化工設(shè)備, 2007, 36(6):333615楊麗芳.旋風(fēng)分離器分離段形狀探討J.云南環(huán)境科學(xué),2001,20(2):545616孫俊蘭,姜大志.旋風(fēng)除塵器內(nèi)部流場的數(shù)值研究J.鹽城工學(xué)院學(xué)報,2007,20,(4):192317 G. Wan, G. Sun, X. Xue, and M. Shi.Solid concentration simulation of different size particles in a cyclone separatorJ.Powder Technology, 2008, 183:9410418 K. Elsayed and C. Lacor.The effect of cyclone inlet dimensions on theflow pattern and performance”J. Applied Mathematical Modeling, 2011, 35:1952196819 J.W. Lee, H.J. Yang, and D. Y. Lee. Effect of cylinder shape of a long-coned cyclone on the stable flow-field establishmentJ,.Powder Technology, 2006, 165:3038四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向1.國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢旋風(fēng)除塵器于1885年開始使用,已發(fā)展成為多種型式。按氣流進(jìn)入的方式,可分為切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式兩類。在相同壓力損失下,后者能處理的氣體約為前者的3倍,且氣流分布均勻。普通旋風(fēng)除塵器由簡體、椎體和進(jìn)、排氣管等組成。旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡單,易于制造、安裝和維護管理,設(shè)備投資和操作費用都較低,已廣泛用來從氣流中分離固體和液體粒子,或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下,作用于粒子上的離心力是重力的52500倍,所以旋風(fēng)除塵器的效率顯著高于重力沉降室。大多用來去除0.3um以上的粒子,并聯(lián)的多管旋風(fēng)除塵器裝置對3um的粒子也具有8085%的除塵效率。選用耐高溫、耐磨蝕和腐蝕的特種金屬或陶瓷材料構(gòu)造的旋風(fēng)除塵器,可在溫度高達(dá)1000,壓力達(dá)500*105Pa的條件下操作。從技術(shù)、經(jīng)濟諸方面考慮旋風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般為5002000Pa。因此,它屬于中效除塵器,且可用于高溫?zé)煔獾膬艋?,是?yīng)用廣泛的一種除塵器,多應(yīng)用于鍋爐煙氣除塵、多級除塵及預(yù)除塵。它的主要特點是對細(xì)小塵埃(5m)d的去除效率較低。從二十世紀(jì)而是年代末到六十年代初,是廣泛地對旋風(fēng)器進(jìn)行科學(xué)試驗與理論概括階段1928年波羅克(Prockact)第一次對旋風(fēng)器進(jìn)行測定開始,結(jié)束了對旋風(fēng)器盲目使用的階段。在這階段中,不少單位或個人對旋風(fēng)器進(jìn)行大量的科學(xué)試驗和理論分析。通過大量數(shù)據(jù)的測定,了解一些有關(guān)壓力損失和除塵效率的影響因素:氣流進(jìn)口速度、溫度、粉塵顆粒的密度、分散度、氣流的粘度、結(jié)構(gòu)形式及尺寸的比例關(guān)系。對旋風(fēng)器的捕集分離機理也在理性上有一個飛躍的發(fā)展,對于旋風(fēng)器的流場從只見漩渦流動,發(fā)展到即見漩渦又見到匯流的流動,粉塵從氣溶膠中分離的機理最先類比平流沉降發(fā)展起來的“轉(zhuǎn)圈理論”飛躍而成為“篩分理論”。其中以巴特從1956年提出,1964年最后試驗論證的系統(tǒng)理論較為突出。第世紀(jì)十年代初到現(xiàn)在。這個階段的特點是企圖把旋風(fēng)器捕集分離能力推向超微顆粒的分離。通過相似理論和量綱分析,把流場的物理量和旋風(fēng)器的尺寸都用一基準(zhǔn)尺寸為準(zhǔn)的無量綱來表達(dá)。由于旋風(fēng)器內(nèi)的流場是紊流流場,又有圓筒與圓錐邊壁局限的有邊界層的流動,1972年Leith與Licht類比電力除塵器的分離機理,提出紊流混摻邊界層分離理論,并提出通過這機理的分級除塵效率的計算公式。另一方面,通過流場分析,旋風(fēng)器內(nèi)的流場是兩種性質(zhì)不同的漩渦及流向相反的源流或匯流疊加起來的流場。1963年西德西門子公司的科研機關(guān),在分析了這種流場的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)如果把旋風(fēng)器捕集分離器捕集分離的空間移動到旋風(fēng)源疊加的流場內(nèi),則除塵器捕集分離的能力將會大為增加,因而DSE的旋風(fēng)器,這種旋風(fēng)器可捕集分離到0.4m的顆粒,向超微顆粒進(jìn)軍邁出了第一步。1983年許宏慶在論文中提出旋風(fēng)除塵器內(nèi)徑向速度分布呈現(xiàn)非軸對稱性現(xiàn)象,研究出抑制湍流耗散的降阻技術(shù)。2001年浙江大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)除塵器方腔內(nèi)的流場偏離其幾何中心,并呈中間為強旋流動和邊壁附近為弱旋的準(zhǔn)自由蝸區(qū)的特點。隨著數(shù)學(xué)模型的完善和計算機仿真的引入,旋風(fēng)除塵器的研究與設(shè)計將更為深入。旋風(fēng)除塵器的性能好,使用方便,旋風(fēng)分離器的多樣化成為了一個發(fā)展趨勢,因此,我選擇了設(shè)計一款長錐體旋風(fēng)除塵器。2.研究的主攻方向本設(shè)計主要是對旋風(fēng)除塵器的除塵效率的提高進(jìn)行設(shè)計,設(shè)計出長椎體旋風(fēng)除塵器。五、主要研究內(nèi)容、需重點研究的關(guān)鍵問題及解決思路1.主要研究內(nèi)容(1)氣固兩相機械分離技術(shù)綜述(2)長錐體旋風(fēng)除塵器的設(shè)計方案論證(3)長錐體旋風(fēng)除塵器的結(jié)構(gòu)計算(4)長錐體旋風(fēng)除塵器內(nèi)流場模擬分析,預(yù)測分離性能和顆粒的沖蝕作用(5)長錐體旋風(fēng)除塵器設(shè)計軟件編制2.關(guān)鍵問題長錐體旋風(fēng)除塵器的筒體高度和錐體高度的設(shè)計3.解決思路筒體高度和錐體高度越高,含塵空氣分離的時間越長,除塵效果越好,但過高了下部起不了作用。由于錐體部分的直徑逐漸減少,其除塵效率高于筒體部分,所以采用短筒體長椎體。錐體部分設(shè)計的高度為筒體部分的23倍為宜。六、完成畢業(yè)設(shè)計所必須具備的工作條件及解決的辦法1.畢業(yè)設(shè)計所需的原始數(shù)據(jù)介質(zhì):粉塵(滑石粉)進(jìn)氣量:9600(立方米每小時)密度:2700(千克每立方米)可分離的顆粒直徑:大于等于30.0(微米)煙氣中粉塵量:35(克每立方米)除塵效率:大于等于90()2完成設(shè)計所必需具備的工作條件(1)裝有AutoCAD、Fluent等相關(guān)繪圖軟件的電腦一臺,機械設(shè)計手冊一套(2)相關(guān)設(shè)計資料A金國淼,除塵設(shè)備、化學(xué)工業(yè)出版社,2002B彭維明(譯),旋風(fēng)分離器(原理設(shè)計和工程應(yīng)用).化學(xué)工業(yè)出版社,2004C除塵器手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,20053解決辦法(1)在電腦上安裝AutoCAD、Word等繪圖或辦公軟件(2)充分有效的利用網(wǎng)絡(luò)和圖書館查閱權(quán)威資料和欠缺材料(3)與相關(guān)老師聯(lián)系,尋求適當(dāng)指導(dǎo)和幫助七、工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排第1周4月1號到4月7號第一階段(第 1 周):查閱相關(guān)資料,為開題報告做準(zhǔn)備; 第二階段(第 2 周):外文翻譯; 第三階段(第 3 周):撰寫開題報告; 第四階段(第 4 周):開題報告答辯; 第五階段(第 5 周):開題報告的修改與更正; 第六階段(第 6 周):搜集相關(guān)設(shè)計資料,為設(shè)計準(zhǔn)備;第七階段(第 7 周):初步設(shè)計,根據(jù)需要同步繪制相關(guān)圖紙;第八階段(第 8 周):對設(shè)計進(jìn)行修改校對,并完善圖紙;第九階段(第 9 周):定稿,制作設(shè)計電子版及準(zhǔn)備答辯所需資料;第十階段(第 10 周):模擬答辯,再次對設(shè)計進(jìn)行校核;第十一階段(第11周):答辯。八、指導(dǎo)老師審查意見
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