旋风分离器分离效率影响因素分析

海川老鱼 · 发表于 2025-11-17 08:04:13

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摘要

采用ANSYS-FLUENT数值模拟，分析了旋风分离器内压力分布和流场速度分布，对比不同气速和不同圆柱直径对旋风分离器分离率的影响。结果表明：旋风分离器的分离效率在一定范围内会随着气速的增大而增加，达到一定值后分离效率会降低；针对一种新型旋风筒结构，将其圆筒直径从5.8m减小到5.0m，旋风分离器的分离效率提高。

关键词：旋风筒，分离率，数值分析。

0 引言

旋风分离器的主要功能是气一固分离，由于其具有结构简单，操作维护方便，运行状况稳定，并且可以在高温、高压等苛刻工况下长期运行的优点被广泛的应用于水泥、石油、冶金等工业领域。但由于旋风分离器内部复杂的强旋转湍流流动，以及气流旋转运动所具有的不稳定性，使得旋风分离器实际的分离过程十分复杂。在实际运行中，可以观测到旋风分离器会出现返混夹带现象，即烟气会携带一部分物料从排气口排除，这样会影响旋风分离器的分离效率，增加能耗。经研究发现，产生这种现象是由于旋风分离器内存在二次流，导致旋风分离器内部出现顶灰环、短路流等现象，从而降低了旋风分离器对细小颗粒的分离效率，降低了整体的分离率。

针对旋风分离器的分离效率、内部流场分布气固两相换热等方面的问题，国内外已有多位学者采用数值方法进行研究。万古军等人研究了温度对旋风分离器内颗粒浓度分布的影响和压力对分离器内流场的影响。梁绍青等人采用RSM模型分析了旋风分离器内速度分布的特点。Zhou等人研究了超轻颗粒在旋风分离器内分离情况。Sela-mi等人研究了旋风分离器压降原因，并针对如何减小分离器内压降提出建议。Ma等人采用RNG湍流模型对小型旋风筒内颗粒的运动进行数值模拟。Wang等人采用雷诺应力模型探究了物料粒径和气速对旋风分离器分离效率的影响。Bogodage等人研究了下料口对旋风分离器分离效果的影响。FLUENT是目前国际上较为流行的CFD软件包，可以准确高效地解决流体、化学反应等工程问题，在航空航天，涡轮机械等方面被广泛运用。本文利用ANASY-FLUENT对旋风分离器分离效率的影响因素展开研究，并对一种新型结构的旋风分离器分离效率进行研究。

海川老鱼 · 发表于 2025-11-17 08:04:45