1、隨著工業(yè)的發(fā)展以及對環(huán)境保護的日益重視，對工業(yè)粉塵分離裝置的要求越來越高。工業(yè)粉塵不但危害人類的健康，而且會破壞工業(yè)設(shè)備，危害設(shè)備的安全運行，造成設(shè)備零部件的頻繁更換，給國家財力帶來了巨大的損失?？紤]到慣性分離設(shè)備無運動部件、流動阻力小，本文建立了分叉管道結(jié)構(gòu)形式的慣性分離裝置，研究其內(nèi)部氣固兩相流動規(guī)律。 分叉管道中氣固兩相流動，由于壁面帶有曲率，流動速度大，完全依靠固體顆粒慣性形成氣固分離，故流動較為復雜，導致流場實驗測量和

2、數(shù)值模擬的困難。論文采用高速攝影，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)跟蹤固體顆粒的運動軌跡，通過標定軌跡圖像中顆粒位置，實現(xiàn)了圖像法對顆粒運動速度的研究。通過工況對比，發(fā)現(xiàn)較大顆粒對空氣的跟隨性不好，且其分離效果受到很多因素影響，包括顆粒進入管道的位置、速度大小和方向(速度角)、以及顆粒的球形度。在所有的工況下，顆粒速度角較小時分離效果較好；同密度下的塊狀顆粒分離效果總體上較球形顆粒好；隨著進口空氣流速增加，顆粒分離的效果也更好。這些都是由于顆粒在收

3、縮管道內(nèi)主流方向上慣性力分量的增大，使顆粒有足夠的慣性力被甩入清除流道中。 在分析單個球形顆粒受力以及顆粒同壁面碰撞模型的基礎(chǔ)上，運用數(shù)值計算軟件對分叉管內(nèi)部氣固兩相流場進行了計算。采用k-ε紊流模型和固相的離散相模型研究分叉管道內(nèi)的氣固分離現(xiàn)象，分析了分叉管道內(nèi)連續(xù)相流場隨進口速度和清除流量系數(shù)的變化規(guī)律，得到隨著清除流量系數(shù)的增大，壓力損失系數(shù)出現(xiàn)急劇下降，而中心流道的壓力損失降低的幅度較小。這是因為隨著清除流量系數(shù)的增大，

4、雖然清除流道中流速的增加，但回流的區(qū)域出現(xiàn)減小，流動的阻力減小，損失減少。這些都說明了清除流道和中心流道壓力損失的主要因素不同：清除流道中回流是引起壓力損失的主要原因，而中心流道的壓力損失主要受流動速度的影響。在顆粒的分離效率方面，研究了直徑在100μm以上的光滑球形顆粒，分析了影響分離效率的因素。加載顆粒的速度越小，分離效率越高；并且在顆粒速度角?=15°左右時，分離效率有一個最大值。 同時數(shù)值模擬的結(jié)果與實驗測試結(jié)果進行了比