[發明專利]一種用于模擬帶電除塵器除塵效率的計算方法

有效

• 申請號: 201710839402.4
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107644132B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 張麗麗;王力騰;王鐵軍;啜廣毅;張東平
• 申請（專利權）人: 大唐環境產業集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

本發明涉及一種用于模擬帶電除塵器除塵效率的計算方法，包括以下步驟：建立靜電除塵器的全尺寸幾何模型，模擬靜電力作用的電壓分布；將步驟1中所述的電壓分布的二維/三維的結果以文件的形式導出，且輸出為數據流；將所述數據流導入到CFD仿真軟件中，得到整個除塵通道的電壓值分布；通過編寫程序將步驟3得到的電壓值分布轉換為電場力分布；計算全尺寸幾何模型中粉塵粒子的受力情況，包括重力，曳力和電場力；根據計算流體力學方法，根據粉塵粒子的數量和運動軌跡終結位置來計算帶電除塵器的除塵效率。本發明將電場力分布的模擬引入到電場除塵效率模擬中，從而能夠準確模擬帶電除塵器除塵效率的計算方法。

技術領域

本發明涉及一種用于模擬帶電除塵器除塵效率的計算方法。

背景技術

目前對電除塵器的仿真中，一般都是根據計算流體力學原理，自行編程或者利用成熟的商業軟件僅對流場進行模擬，通過對電除塵器內部空氣動力場的模擬，得出氣流分布方案。這種方法應用較多、較成熟。另外更深入仿真的還有利用多相流/離散項模型，在電除塵器內部空氣動力場中，對氣固兩相進行仿真，同時考慮重力的影響，通過對不同粒徑的固相粉塵顆粒在煙氣中的運動軌跡的計算，得出粉塵顆粒的去除效率。而帶電除塵器中除塵原理為：(1)施加高電壓產生強場使氣體電離，即產生電暈放電；(2)懸浮粒子荷電；(3)荷電塵粒在電場力作用下向電極運行；(4)荷電塵粒在電場中被捕集；(5)振打清灰。由此可見，粉塵被去除的關鍵是電場力的作用，因此，帶電除塵器除塵效率的模擬中，如果不能對電場力進行模擬，這樣的仿真結果是不準確的，不能為工程應用提供準確依據。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種用于模擬帶電除塵器除塵效率的計算方法，為帶電除塵器提供一種能夠準確模擬粉塵粒子在電場力、重力、慣性力、曳力共同作用下的運動過程，得出除塵效率的仿真方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種用于模擬帶電除塵器除塵效率的計算方法，包括以下步驟：

步驟1，建立靜電除塵器的全尺寸幾何模型，模擬靜電力作用的電壓分布；

步驟2，將步驟1中所述的電壓分布的二維/三維的結果以文件的形式導出，且輸出為數據流；

步驟3，將所述數據流導入到CFD仿真軟件中，得到整個除塵通道的電壓值分布；

步驟4，通過編寫程序將步驟3得到的電壓值分布轉換為電場力分布；

步驟5，計算全尺寸幾何模型中粉塵粒子的受力情況，包括重力，曳力和電場力；

步驟6，根據計算流體力學方法，根據粉塵粒子的數量和運動軌跡終結位置來計算帶電除塵器的除塵效率。

進一步的，步驟1中，所述全尺寸幾何模型為二維/三維模型，且所述全尺寸幾何模型包含陽極線和陰極；將所述全尺寸幾何模型劃分網格，將網格文件導入電場模擬程序中，根據電暈放電公式計算出二維/三維空間中的電壓分布。

進一步的，所述電暈放電公式考慮陰極線半徑、陰極線的粗糙系數、靜電除塵器結構和空氣相對密度。

進一步的，步驟2中，將靜電除塵器單個除塵通道內電壓分布以固定的格式輸出為一個數據流，輸出格式為：網格X坐標，網格Y坐標，網格Z坐標，網格中心點電壓值；通過所述數據流表征整個除塵通道內的電壓分布。

進一步的，步驟3中，在CFD仿真軟件中，劃分與所述全尺寸幾何模型相同的網格，導入所述數據流，在CFD仿真軟件中將每個網格中心點的電壓值表征出來，得到整個除塵通道的電壓值分布。

進一步的，步驟4包括：

步驟4.1，將步驟3中的電壓值分布作為CFD仿真軟件中的標量值，通過求得所述標量值的梯度得到靜電除塵器內電場強度E的分布；