[發明專利]除塵器的結構設計方法及裝置、存儲介質、計算機設備

在審

• 申請號: 202011639443.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112765843A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 項杰;高承興;李文瀧
• 申請（專利權）人: 三一重型裝備有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06T17/20
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發明提供了一種除塵器的結構設計方法及裝置、存儲介質、計算機設備，其中，通過建立除塵器的三維模型并進行網格劃分，基于除塵器的初始設計參數設定三維模型的邊界條件，計算在預設風量下達到預設壓力損失時的三維模型對應的目標滲透率值，利用仿真模擬軟件分別模擬三維模型的風場和含塵流場的流動過程，含塵流場在三維模型中模擬流動過程的可行性，設定除塵器的多種結構改進方案，并對多種結構改進方案進行分析對比，得到除塵器的目標結構改進方案。通過本發明提供的方案，既得到了一種干式除塵器的優化結構，又是一種值得探索和實踐的除塵器結構優化方法，能夠實現快速、有效的開發設計干式除塵器。

技術領域

本發明涉及除塵技術領域，特別是一種除塵器的結構設計方法及裝置、存儲介質、計算機設備。

背景技術

由于掘進機尤其是硬巖掘進機工作時，粉塵濃度非常高，嚴重影響工人作業及身體健康，要降低巷道內粉塵濃度以增加巷道內通透性及降低呼吸性粉塵濃度，提升工人作業環境，需配套使用除塵裝置。目前常用的濕式除塵器，不但除塵效果不理想且運行時需用水約40L/min，而用水會對底板造成破壞、對巷道造成二次污染，無法滿足客戶要求，所以開發了干式除塵器。目前，干式除塵器已經成功應用于煤礦、隧道、非煤礦山等領域，但是如何能夠快速、有效的開發設計干式除塵器卻成為行業難題。

傳統的干式除塵器基本都是依據反復的實驗和之前的成功案例進行經驗設計，導致每臺設備在制造完成后，都需要進行反復的調試再整改，不僅費工、費時、費力、費錢，還易導致設備成本高、可靠性低、生產周期長等問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提出了一種除塵器的結構設計方法及裝置、存儲介質、計算機設備，通過利用分析軟件對除塵器風場進行仿真模擬，驗證模擬實驗可行性之后，根據模擬數據分析除塵器改進方案，對除塵器設備進行優化設計，能夠實現快速、有效的開發設計干式除塵器，不僅提高了實驗操作的靈活性和擴展性，更能節省人力物力資源。

依據本發明第一方面，提供了一種干式除塵器的結構設計方法，包括：建立除塵器的三維模型，對所述三維模型進行網格劃分；獲取所述除塵器的初始設計參數，基于所述初始設計參數設定所述三維模型的邊界條件；基于所述邊界條件計算在預設風量下達到預設壓力損失時的所述三維模型對應的目標滲透率值；基于所述邊界條件及所述目標滲透率值分別模擬所述三維模型對應的風場和含塵流場的流動過程，根據模擬結果驗證所述含塵流場在所述三維模型中模擬流動過程的可行性；基于影響除塵器流場壓力損失的多種結構因素，設定所述除塵器的多種結構改進方案，并對所述多種結構改進方案進行分析對比，得到所述除塵器的目標結構改進方案。

可選地，所述基于所述邊界條件計算在預設風量下達到預設壓力損失時的所述三維模型對應的目標滲透率值，包括：利用以下數值模型基于所述邊界條件計算在預設風量下達到預設壓力損失時的所述三維模型對應的目標滲透率值：

其中，ΔP為流體通過除塵器介質的壓力損失；μ為層流流體粘性；α為流體通過除塵器濾筒介質的滲透率值；C₂為壓力跳躍系數；ρ為流體密度；ν為垂直于濾筒介質表面的速度分量；Δm為濾筒介質厚度。

可選地，所述基于所述邊界條件及所述目標滲透率值分別模擬所述三維模型對應的風場和含塵流場的流動過程，根據模擬結果驗證所述含塵流場在所述三維模型中模擬流動過程的可行性，包括：截取所述三維模型對應的風場的垂直面和/或水平面，利用仿真模擬軟件分別模擬所述垂直面和/或所述水平面的第一云圖數據；所述云圖數據包括壓力云圖、速度云圖和/或矢量圖；若根據所述第一云圖數據分析所述三維模型對應的風場的流動過程符合物理流動規律，則驗證利用所述仿真模擬軟件模擬除塵器風場的流動過程可行；利用所述仿真模擬軟件模擬在所述風場的三維模型中加入不同粒徑的粉塵粒子所形成的所述三維模型的含塵流場的流動過程；獲取所述不同粒徑的粉塵粒子在所述三維模型對應的所述含塵流場中的運動軌跡圖；若根據所述運動軌跡圖判斷所述粉塵粒子的運動過程符合物理沉積規律，則驗證利用所述仿真模擬軟件模擬所述粉塵粒子的運動過程可行。