夏毅敏等：棒式文丘里除尘器气液两相流阻力特性 ·453 层宽度.v为运动黏度，取空气值v=1.57×105m2s1 Tn=1700rmin-,p.=3807Q-4905Q5+256.60g+2148; 阻力计算公式(14)是工程上计算单相流阻力系 n=1500r*nmin,4p。=4078Q-5119Q+323.7Q.+1820: 数的常用形式.对于棒式文丘里管内气液两相流阻力 系数计算，在公式(14)的基础上增加液相修正的办法 n=1300r*mim-,4p.=4328Q3-5448Q+490.9Q.+1338: 来处理，则棒式文丘里气液两相流阻力系数计算公 n=1100r'min-,p.=4607g:-5516Q+370.1Q.+983.2 式为： (22) 3.2.3上筒体阻力特性 (17) 影响上筒体阻力的主要参数是风量，对不同风量 将式(15)~(17)代入到式(13)中得： 下上筒体流动过程进行模拟，其结果如图7所示，拟合 d-Q*2 压力损失与筒体风量的函数关系式： p=c20e-l)g (18) △p2=8932Q20. (23) 其中，文丘里棒层的水力直径d计算公式为： 1600 4=(x-1)b (19) 1400 s+b 1200 由于b=174s=5~25mm,因此采用在棒间距s 上加上一个修正指数的方式近似替代水力直径d,对 800 常数项进行合并后，棒式文丘里管气液两相流阻力经 验公式化简为： 400 △p=c1sQL. (20) 200 其中，C12心3c:为经验系数，利用大量不同参数下数 2004006008001000120014001600 值模拟结果，拟合得到文丘里棒层与下筒体阻力特性 风量，Qm3h) 经验关系式： △p1=e3n6s-a965Q9429LA1574 (21) 图7上筒体阻力特性曲线 Fig.7 Upper cylinder resistance performance curve 适用范围：5≤s≤25mm,300≤Q.≤1300m3h-1, 0.1≤L≤0.5Lm3 由式(23)可知，在单相流分析中，对于结构尺寸 3.2.2风机特性 ·定的上筒体，其压力损失与风量成指数关系，而且是 为了分析风机特性，在风机入口装一个直管，出口 接近平方的关系. 装一个文丘里管.由前面分析可知，进入到风机的气 3.3棒式文丘里除尘器阻力特性公式 流所含液滴质量浓度较低，基本忽略不计，故对风机只 对棒式文丘里除尘器进出口列伯努利方程式： 进行单相流分析.通过改变出口文丘里管直径，得到 (24) 在不同风机转速n下，风量Q,与风机全压差△p.的关 系，其结果如图6所示 式中，，、2分别为除尘器进口和出口的气流平均速 2400 度；p近似的取空气的密度，p=1.225kg"m3;△p,为除 。n=1700r*minr 2100 ◆n=1500rmin- 尘器的所有压力损失之和；PP2分别为除尘器进口和 1800 ▲n=1300r*miml 出口的静压，由于进出口直接与大气相连所以P:=P2, n=1100r.min- 子1500 则有： 1200 空受+4 (25) 900 600 由于除尘器的总压力损失是在一定风量下文丘里 300 棒层与下筒体和上筒体共同所消耗的压力，因此 0.00203040506070.8 △p:有： 风量，Qm3·s) 4p,=Ap1+4p2=e2ss-l0Q0L27+560.5Q2. (26) 图6风机特性曲线 Fig.6 Fan performance curves 将式(26)代入到式(25)，且， =9,=,A,= A A, 对图6中的仿真数据进行三次多项式拟合，得到 0.0303m2为入口面积，A2=0.0079m2为出口面积，得 不同转速下的风机特性公式： 到除尘器风机的全压差△p。,即除尘器的阻力△p预测夏毅敏等: 棒式文丘里除尘器气液两相流阻力特性 层宽度． ν 为运动黏度，取空气值 ν = 1. 57 × 10 － 5 m2 ·s － 1 ． 阻力计算公式( 14) 是工程上计算单相流阻力系 数的常用形式． 对于棒式文丘里管内气液两相流阻力 系数计算，在公式( 14) 的基础上增加液相修正的办法 来处理，则棒式文丘里气液两相流阻力系数计算公 式为: f = c Lc dh Ｒem Lc4 ． ( 17) 将式( 15) ～ ( 17) 代入到式( 13) 中得: Δp = c Lc 2 ρ· dm － 1 h Qm + 2 g ν m ( x － 1) m + 2 bm + 2 s m + 2 Lc4 ． ( 18) 其中，文丘里棒层的水力直径 dh 计算公式为: dh = ( x － 1) sb s + b ． ( 19) 由于 b = 174s = 5 ～ 25 mm，因此采用在棒间距 s 上加上一个修正指数的方式近似替代水力直径 dh，对 常数项进行合并后，棒式文丘里管气液两相流阻力经 验公式化简为: Δp = c1 s c2 Qc3 g Lc4 ． ( 20) 其中，c1、c2、c3、c4为经验系数，利用大量不同参数下数 值模拟结果，拟合得到文丘里棒层与下筒体阻力特性 经验关系式: Δp1 = e5. 1176 s － 0. 9655Q1. 9429 g L0. 1574 ． ( 21) 适用范围: 5≤s≤25 mm，300≤Qg≤1300 m3 ·h － 1， 0. 1≤L≤0. 5 L·m － 3 ． 3. 2. 2 风机特性 为了分析风机特性，在风机入口装一个直管，出口 装一个文丘里管． 由前面分析可知，进入到风机的气 流所含液滴质量浓度较低，基本忽略不计，故对风机只 进行单相流分析． 通过改变出口文丘里管直径，得到 在不同风机转速 n 下，风量 Qg 与风机全压差 Δpe 的关 系，其结果如图 6 所示． 图 6 风机特性曲线 Fig． 6 Fan performance curves 对图 6 中的仿真数据进行三次多项式拟合，得到 不同转速下的风机特性公式: n = 1700 r·min － 1，Δpe = 3807Q3 g － 4905Q2 g + 256. 6Qg + 2148; n = 1500 r·min － 1，Δpe = 4078Q3 g － 5119Q2 g + 323. 7Qg + 1820; n = 1300 r·min － 1，Δpe = 4328Q3 g － 5448Q2 g + 490. 9Qg + 1338; n = 1100 r·min － 1，Δpe = 4607Q3 g － 5516Q2 g + 370. 1Qg + 983. 2        ． ( 22) 3. 2. 3 上筒体阻力特性 影响上筒体阻力的主要参数是风量，对不同风量 下上筒体流动过程进行模拟，其结果如图 7 所示，拟合 压力损失与筒体风量的函数关系式: Δp2 = 8932Q2. 041 g ． ( 23) 图 7 上筒体阻力特性曲线 Fig． 7 Upper cylinder resistance performance curve 由式( 23) 可知，在单相流分析中，对于结构尺寸 一定的上筒体，其压力损失与风量成指数关系，而且是 接近平方的关系． 3. 3 棒式文丘里除尘器阻力特性公式 对棒式文丘里除尘器进出口列伯努利方程式: p1 + ρv 2 1 2 + Δpe = p2 + ρv 2 2 2 + Δpf ． ( 24) 式中，v1、v2 分别为除尘器进口和出口的气流平均速 度; ρ 近似的取空气的密度，ρ = 1. 225 kg·m － 3 ; Δpf 为除 尘器的所有压力损失之和; p1、p2 分别为除尘器进口和 出口的静压，由于进出口直接与大气相连所以 p1 = p2， 则有: Δpe = ρv 2 2 2 － ρv 2 1 2 + Δpf ． ( 25) 由于除尘器的总压力损失是在一定风量下文丘里 棒层与 下 筒 体 和 上 筒 体 共 同 所 消 耗 的 压 力，因 此 Δpf 有: Δpf = Δp1 + Δp2 = e2. 5499 s － 1. 0192Q1. 9606 g L0. 1857 + 560. 5Q2. 044 g ． ( 26) 将式( 26) 代入到式( 25) ，且 v1 = Qg A1 ，v2 = Qg A2 ，A1 = 0. 0303 m2 为入口面积，A2 = 0. 0079 m2 为出口面积，得 到除尘器风机的全压差 Δpe，即除尘器的阻力 Δp 预测 · 354 ·