旋风除尘器利用含尘气流在其内部作高速旋转运动所产生的离心力将尘粒从气流中分离并捕集于器壁，在重力的作用下最终落入灰斗，从而达到除尘目的的一种干式气固分离设备。由于此类除尘设备具有除尘效率高、结构简单、造价低廉、操作方便、可靠性高等优点而被广泛应用于钢铁冶金、化学化工、火力发电等工业领域[1]。

近年来，环境问题日益突出，尤其是大气粉尘污染能够引起多种呼吸道疾病，因此研发高效的旋风除尘设备意义重大[2]。然而由于旋风除尘器内部流场属于复杂的三维两相湍流流动，给旋风除尘器的研究和设计带了巨大的困难。随着计算机及数值计算技术迅速发展，使得借助于计算机和计算流体力学研究旋风除尘器内部复杂的流态成为可能，目前，国内外学者广泛采用数值仿真手段对不同类型的旋风除尘器展开研究，主要涉及旋风除尘器进气管、筒体、锥体、排灰管及控流装置等结构参数对旋风除尘器性能的影响，所关注的主要性能指标包括旋风除尘器内部流场、压力场及除尘率等常规性能指标 [3-7]，在此基础上，本文进一步引入气流平均停留时间作为新的性能指标，并采用FLUENT软件研究了切流反转式旋风除尘器结构参数对其性能指标的影响，以期为旋风除尘器的研究及设计提供一定参考。

真巧，我也三十七。苏楠交换性地报出自己的年龄。农村那个时候离婚更少，杨小水水性杨花？别的原因，都不足以让一对农村夫妻闹离婚啊。这样的疑问当然不能在李峤汝面前表达出来，被害人家住哪里？

1 研究方法

1.1 旋风除尘器几何模型

所研究的旋风除尘器属于切流反转式旋风除尘器，结构如图1所示，主要由排气管、切向进气管、圆柱筒体、圆锥筒体、和排灰斗等组成，其中排气管直径140 mm、排气管插入深度225 mm、进气口高180 mm、进气口宽90 mm、圆柱筒体直径400 mm、排灰管直径120 mm、总高度700 mm，锥体高度(H)分别按照研究方案选取。

  

图1 旋风除尘器几何模型示意图

1.2 基本传输方程

连续性方程：

 

(1)

模拟得到的不同方案下旋风除尘器内气流的压力降如图3所示。

将旋风除尘器模型进行合理简化，利用FLUENT前处理软件建立相应的3D模型，并划分网格，网格尺寸取15 mm。将所生成的网格文件导入FLUENT中，选取合适的物理模型，设置边界条件进行迭代计算，其中旋风除尘器入口流速取v=15 m/s，排气管出口压力取P=105 Pa，取含尘气体密度ρ=1.225 kg/m3，粘度μ=1.2×10-5 Pa·s，扩散系数De=2.2×10-5 m2/s，重力加速度gz=-9.81 m/s2。流场及压力场采用SIMPLE算法，收敛标准为eps<10-4，先求解得到稳态流场，然后基于Random Walk模型进行尘粒非稳态扩散计算，在旋风除尘器入口处以脉冲的方式加入与含尘气体具有相同物理化学性质及流速的示踪剂，同时在排气口处监测示踪剂浓度变化，得到出口处示踪剂浓度随时间的变化曲线(RTD曲线)，以此为基础计算得到含尘气体在旋风除尘器内的平均停留时间。

 

(2)

K-ε双方程：

 

(3)

 

(4)

采用Random Walk模型模拟得到的典型RTD曲线如图4所示，由于旋风除尘器内气流流速较高，且旋风除尘器内部结构及其内部流场与一般化工反应器不同，其出口处RTD曲线显得非常陡峭，出口处示踪剂浓度从开始出现到几乎下降为0大约仅需要10s左右。

1.3 研究方案

主要研究入口含尘气体流速v=15 m/s时，旋风除尘器锥体高度(H=800、850、900、950、1 000 mm)对旋风除尘器内部压力降(ΔP)、气流平均停留时间(tav)及尘粒去除率 (η)等性能指标的影响。

1.4 模拟方法及关键参数

云南大学，简称云大，建于1922年，原名私立东陆大学，是最早在中国西部边疆建立的综合性大学之一[32]。云南大学位于云南省会昆明，拥有校本部和呈贡2个校区。本文选取校本部为研究区域，不包含呈贡校区。云南大学校本部地处昆明市五华区翠湖北路，位于昆明市中心地带，占地面积35.72 hm2[32]，由文科类的学院构成，与昆明市各区县之间有较为方便的联系(图3)。

信息化背景下的高校思政教育协同管理，要想实现教育管理的目标，还需要建立长效的健全的协同管理机制，使高校的思政教育建设逐渐规范化、科学化。通过对大学生进行思想政治教育使他们形成正确的三观。同时高校还应对舆情进行汇集、分析和干预，及时准确的处理舆情。家庭要与学校配合，对大学生进行教育和管理。不但对大学生生活进行及时的干预，同时还要关注学生的情感，参与讨论、协商。同时还要严格监控上网信息，及时发现和消除错误信息，不断完善相关的制度。建立协同管理监管机制有利于促进大学生健康成长，培养社会发展需要的高素质人才。

2 结果分析与讨论

2.1 旋风除尘器内流场分析

模拟得到的旋风除尘器内典型流线图如图2所示，当速度为15 m/s的含尘气流由进气口进入旋风除尘器，绝大部分气流沿旋风除尘器内壁呈螺旋形向下朝着锥体运动(一般称外旋气流)，受含尘气流在旋转过程中产生的离心力作用，密度大于气体的尘粒被甩到筒壁上并在重力的作用下沿壁面逐渐滑落到排灰斗中。当旋转下降的外旋气流下降到锥体段后，因锥体不断收缩而使得气流逐渐向中心靠拢，根据旋矩不变原理，气流切向速度逐渐增大，当气流下降到锥体下部某一位置时，除尘后的气体以同样的旋转方向从旋风除尘器的中下部反转而上，继续作螺旋形流动(一般称内旋流)，最后除尘后的气流经排气管排出，并将少量粒径较小的尘粒一同带出。而由图2可知模拟得到的旋风除尘器内部流场基本符合上述运动特征，且与相关文献研究结果基本一致[10]，由此可见计算结果较为可靠。

2.2 锥体高度对压力降的影响

N-S方程：

  

图2 旋风除尘器内气流典型线图

  

图3 不同工况下旋风除尘器内气流压力降

由图3可知，锥体高度为800～1 000 mm范围内，旋风除尘器内部气流压力降在510～517 Pa之间。且随着锥体高度的不断增大，旋风除尘器内气流压力降有下降的趋势，主要是由于当锥体顶部直径(圆筒直径)和底部直径(排灰管直径)一定时，锥体高度越小，沿其高度方向上锥体截面积变化速率越大，其内部的旋转气流(外旋流)变化速度越快，从而导致下降气流(外旋流)与上升气流(内旋流)及旋风除尘器内壁的相互作用加剧，内部气流混乱程度增大，气流稳定性变差，气流流动阻力增加，因此气流压力降增大。此外如果锥体变化太剧烈还容易导致已沉降下来的尘粒被高度湍动的上升气流再次卷走，产生二次夹带现象，这一点在旋风除尘器实际设计中应该引起足够重视。

2.3 锥体高度对平均停留时间的影响

式中:ρ为流体密度，kg/m3；xi，xj为i和j方向的坐标值，m；ui，uj为i和j方向的流速，m/s； P为压力，Pa；μt为湍流粘度，μeff为有效粘度，μl为层流粘度，Pa·s；C1，C2，Cμ，Ck，Cε为经验常数，计算中采用laund-spalding推荐值[8]。此外颗粒物流动的模拟还涉及到离散相传输控制方程[9]。

  

图4 典型RTD曲线

以模拟得到的RTD曲线为基础，按照式(5)进行积分运算得到含尘气流在旋风除尘器内的平均停留时间，如图5所示。

 

(5)

其中tav为平均停留时间，单位s；C为某时刻出口示踪剂瞬时浓度，单位%；t为时间，单位s。

2.3 特异性分析 为了排除其他类似物对双酚A检测的干扰，取BPA类似物双酚B(BPB)、双酚C(BPC)、己烯雌酚(DES)，利用建立的传感器进行测量。在4种物质浓度都为相同浓度(50 ng/mL)时扫描吸光度，结果如图4，通过比较分析，除了双酚A体系颜色由黄色变为灰色，且吸光度比值变化较大，其他体系几乎没有变化。

  

图5 不同工况下旋风除尘器内气流平均停留时间

由图5可知所研究的旋风除尘器内部气流平均停留时间在0.70～0.76s之间，且随着旋风除尘器锥体高度的增加，气流平均停留时间有增大的趋势，这是因为增加锥体高度能够延长内部气流在锥体部分的运动路径，因此从理论上讲，增大锥体高度更有利于延长气流在旋风除尘器内的平均停留时间，从而提高尘粒去除机率，然而在旋风除尘器实际设计过程中通过增大旋风除尘器锥体高度提高除尘效率的作用十分有限，因为在锥体高度达到旋风除尘器自然长度后继续增大锥体高度是不经济的，并且锥体高度太大容易导致气流旋转运动离心力不足反而降低除尘效率，因此可通过在旋风除尘器内部设置合适的控流装置以延长气流平均停留时间，促进尘粒的去除。

我想，妈是不是也有过这样难受的时候？她是不是也眨过眼睛？是不是没人看见她，直到她再也不能睁开眼睛！妈啊，妈—

2.4 锥体高度对尘粒去除率的影响

(1)随着旋风除尘器锥体高度不断增大，旋风除尘器内气流压力降有下降的趋势，该结构旋风除尘器内部气流压力降在510～517 Pa之间。

  

图6 不同工况下旋风除尘器尘粒去除率

由图6可知，随着锥体高度的增大，旋风除尘器对不同粒径的夹杂物的去除率均表现出一定程度的下降的趋势，事实上锥体高度对旋风除尘器除尘能力的影响比较复杂，一方面，随着锥体高度的增大，气流在旋风除尘器内的平均停留时间延长，有利于尘粒的去除；另一方面，在锥体上下直径不变的条件下，过度增大锥体高度，会使沿锥体高度方向上锥体截面积变化率降低，含尘气流在锥体段旋转运动时所受到的离心力不够，从而导致尘粒去除率的下降，由此可见，旋风除尘器锥体段高度的选取受限于多方面的因素，实际设计过程中应根据数值仿真或实验结果合理选取。

此外分析图6可以看出，该旋风除尘器对不同粒径的尘粒去除能力有明显的差别，对于20 μm的尘粒去除能力最强，尘粒去除率为99.5%～99.8%，15 μm的尘粒去除率为84.8%～90.2%，10 μm的尘粒去除率为42.8%～57.1%，5 μm的尘粒去除率为10.7%～15.1%，1 μm的尘粒去除率为0.3%～0.6%，0.5 μm的尘粒去除率仅为0.1%～0.4%。由此可见该结构的旋风除尘器对于20μm以上的固体颗粒几乎可以达到完全去除，而对于5 μm以下的尘粒去除能力极其有限。

3 结论

模拟得到的不同锥体高度条件下旋风除尘器对不同粒径(D=0.5～20 μm)的尘粒去除率(η)，如图6所示。

(2)旋风除尘器内部气流平均停留时间为0.70～0.76 s，增大旋风除尘器锥体高度能够延长旋风除尘器内气流平均停留时间。

(3)随着锥体高度的增大，不同粒径的夹杂物的去除率均有降低的趋势。

(4)该旋风除尘器对0.5～1μm的颗粒去除率在1%以下，5μm的颗粒去除率为10.7%～15.1%，10μm的颗粒去除率为42.8%～57.1%，15μm的颗粒去除率为84.8%～90.2%，而20μm的颗粒去除率为99.5%～99.8%。该旋风除尘器对20μm以上的尘粒几乎能够完全去除，而

按照经验分析，流动人口进入城市不可避免的会对当地劳动力市场产生一定影响，导致就业竞争加剧，尤其是这些外来人口常常有着更具优势的劳动力价格。当然，这种影响对处于不同社会阶层的城市居民而言是因人而异的。

对于5 μm以下的尘粒几乎无去除能力。

参 考 文 献

[1] 郭浩武. 旋风除尘器的原理及结构特点[J].青岛科技大学学报(自然科学版), 2015, 36(s2) : 124-36.

[2] 程茉莉, 肖莹, 隋鸿志. 钢铁行业烟粉尘排放状况及控制措施趋势探讨[J].能源与环境, 2016(2):57-60.

[3] 夏得峰, 林光荣, 王明贤,等. 基于计算流体力学的旋风除尘器优化[J].中国粉体技术, 2015, 21(1):100-102.

[4] 毛磊, 谢剑刚. 旋风除尘器筒体倾斜角的仿真与优化[J].工业安全与环保, 2015, 41(1):23-25.

[5] 王子云, 付祥钊, 仝庆贵. 旋风除尘器的气固两相流的数值模拟与分析[J].河南科技大学学报:自然科学版, 2007, 28(4):53-56.

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[10] 李强. 旋风除尘器优化设计及分离特性研究[D].长沙：中南大学, 2008：11-12.

识别文言句式应以理解为主，如同是“者”字句，“者”除了表示是定语后置外，还可以表示判断句，像“陈胜者，阳城人也”；还可以表示音节助词，像“今者项庄拔剑舞”；还可以作代词用，不一而足。