D型旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)含7張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip
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設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題 目
D型旋風(fēng)除塵器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
班級(jí)學(xué)號(hào)
專業(yè)
1.選題的目的與意義
煙氣是燃料燃燒生成的氣態(tài)燃燒產(chǎn)物,使氣體和煙塵的混合物,是污染居民區(qū)大氣的主要原因。煙氣的成分很復(fù)雜,氣體包括水蒸氣、SO2、N2、O2、CO、CO2碳?xì)浠衔镆约暗趸衔锏?,煙塵包括燃料的灰分、煤粒、油滴、以及高溫裂解產(chǎn)物等。因此煙氣對(duì)環(huán)境的污染是多種毒物的復(fù)合污染。煙塵對(duì)人體的危害與顆粒的大小有關(guān),對(duì)人體產(chǎn)生危害的多是直徑小于10微米的飄塵,尤其以1-2.5微米的飄塵危害性最大。
中國(guó)是世界上以燃煤為主要能源的國(guó)家,也是燃煤污染物排放的第一大國(guó),燃煤多造成的酸雨污染和顆粒物污染而導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題,已成為世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。在排放的燃煤煙氣里,含有大量的粉塵和二氧化硫,影響環(huán)境質(zhì)量,危害人體健康。粉塵的性質(zhì),決定了其控制的緊迫性。目前,我國(guó)部分地區(qū),空氣中PM2.5指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。因此,早日解決我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題,迫切需要加大加強(qiáng)對(duì)燃煤煙氣的除塵系統(tǒng)的研究與推廣應(yīng)用。
本課題所設(shè)計(jì)的旋風(fēng)除塵器是除塵裝置的一種。除塵機(jī)理是使含塵氣流坐旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),借助于離心力將塵粒從氣流中分離并捕集于器壁,再借助重力作用使塵粒落入灰斗。旋風(fēng)除塵器的各個(gè)部件都有一定的尺寸比例,每一個(gè)比例關(guān)系的變動(dòng),都能影響旋風(fēng)除塵器的效率和壓力損失,其中除塵器直徑、進(jìn)氣口尺寸、排氣管直徑為主要影響因素。在使用時(shí)應(yīng)注意,但超過(guò)某一界限時(shí),有利因素也能轉(zhuǎn)化為不利因素。另外,有的因素對(duì)于提高除塵效率有利,但卻會(huì)增加壓力損失,因而對(duì)各因素的調(diào)整必須兼顧。
優(yōu)點(diǎn):
(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 (2)易于制造、安裝和維護(hù)管理
(3)設(shè)備投資和操作費(fèi)用都較低 (4)動(dòng)力消耗不大
(5)已廣泛用于從氣流中分離固體和液體粒子,或從液體中分離固體粒子
旋風(fēng)除塵器屬于中效除塵器,且可用于高溫?zé)煔獾膬艋?,是?yīng)用廣泛的一種除塵器,多應(yīng)用于鍋爐煙氣除塵、多級(jí)除塵及預(yù)除塵。它的主要缺點(diǎn)是對(duì)細(xì)小塵粒(<5μm)的去除效率較低。
給定參數(shù)如下:
煙氣流量: 1500m3/h
除塵效率: 80%
設(shè)計(jì)壓力: 0.18MPa
設(shè)計(jì)溫度: 100℃
進(jìn)口粉塵濃度: 100g/m3(標(biāo))
2.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
2.1發(fā)展歷程
自1886年摩爾斯第一臺(tái)圓錐形旋風(fēng)除塵器問(wèn)世以來(lái)的百余年里,許多學(xué)者對(duì)其流場(chǎng)特性、結(jié)構(gòu)、型式、尺寸比例的研究一直進(jìn)行著。范登格南于1929---1939年對(duì)旋風(fēng)除塵器氣流型式的研究發(fā)現(xiàn)了旋風(fēng)除塵器中存在雙渦流。1953年特林丹畫(huà)出了旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流線。20世紀(jì)70年代西門子公司推出帶二次風(fēng)的旋風(fēng)除塵器。1983年許宏慶在論文中提出旋風(fēng)除塵器內(nèi)徑向流速分布呈現(xiàn)非軸向?qū)ΨQ性現(xiàn)象,研究出抑制湍流耗散的降阻技術(shù)。2001年浙江大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)除塵器方腔內(nèi)的流場(chǎng)偏離幾何中心,并呈現(xiàn)中間為強(qiáng)旋流動(dòng)和邊壁附近為弱旋的準(zhǔn)自由蝸區(qū)的特點(diǎn)。隨著數(shù)學(xué)模型的完善和計(jì)算機(jī)仿真的引入,旋風(fēng)除塵器的研究與設(shè)計(jì)將更為深入。雖然對(duì)旋風(fēng)除塵器的運(yùn)行機(jī)理做了大量的研究工作,但由于旋風(fēng)除塵器內(nèi)部流態(tài)復(fù)雜,準(zhǔn)確的測(cè)定有關(guān)參數(shù)比較困難,因而牽今理論上仍不十分完善,捕集小于5nm塵粒的效率不高。
2.2國(guó)內(nèi)情況
張吉光等于1991年根據(jù)旋風(fēng)器內(nèi)氣流的軸向速度分布規(guī)律確定塵粒在旋風(fēng)器內(nèi)的平均停留時(shí)間分析了旋風(fēng)器內(nèi)氣流的三維速度分布規(guī)律對(duì)固相顆粒分離的影響及旋風(fēng)器各主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)的影響,并考慮筒體與錐體邊界層內(nèi)顆粒的分離效應(yīng),建立了旋風(fēng)除塵器的分級(jí)效率數(shù)學(xué)模型。
陳建義、時(shí)銘顯等于1993年在對(duì)PV型旋風(fēng)除塵器內(nèi)部流場(chǎng)及濃度測(cè)定的基礎(chǔ)上,考慮了顆粒間的相互碰撞、反混等對(duì)分離性能的影響,建立了旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率的多區(qū)計(jì)算模型。
王廣軍、陳紅于2001年考慮了徑向濃度梯度以及重力沉降和徑向加速過(guò)程對(duì)固相顆粒分離的影響,建立了鍋爐細(xì)粉分離分離效率的計(jì)算模型。沈恒根等在假設(shè):不考慮邊界層作用;忽略邊壁作用,塵粒到達(dá)外邊壁就被捕集;進(jìn)入旋風(fēng)除塵器前,塵粒濃度分布均勻;不考慮重力作用,提出了平衡塵粒模型。運(yùn)用渦匯升降流三維氣流分析塵粒運(yùn)動(dòng),提出平衡塵粒分布,給出了平衡塵粒計(jì)算公式。清華大學(xué)的王連澤、彥啟森認(rèn)為:旋風(fēng)除塵器內(nèi)的流動(dòng)主要受切向速度支配,旋風(fēng)除塵器的性能,也主要與切向速度相關(guān),同時(shí),他們應(yīng)用粘性流體力學(xué)理論,推導(dǎo)出了旋風(fēng)除塵器內(nèi)切向速度的計(jì)算公式。
張曉玲、亢燕銘、付海明等通過(guò)對(duì)旋風(fēng)除塵器內(nèi)塵粒粒子的運(yùn)動(dòng)和捕集特性的分析,討論了無(wú)量綱準(zhǔn)則數(shù)Reynolds和Stokes與粒子分離過(guò)程的關(guān)系,并在對(duì)經(jīng)典文獻(xiàn)給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析的基礎(chǔ)上,得到了一個(gè)有影響除塵效率的主要無(wú)量綱數(shù)表示的旋風(fēng)除塵器分級(jí)效率半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式。
2.3國(guó)外情況
Sproull于1970年采用與電除塵器類似的方法,給出了旋風(fēng)除塵器效率的分離計(jì)算公式[8]。D.Leith和W.Licht于1972年考慮湍流擴(kuò)散對(duì)固相顆粒分離的影響,基于邊界層分析理論,把氣流中懸浮顆粒的橫向混合理論與旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的平均停留時(shí)間相結(jié)合,從理論上嚴(yán)格推導(dǎo)出了分級(jí)效率模型。
60年代,美國(guó)煉油廠應(yīng)用了Shell石油公司研制的高效多管旋風(fēng)除塵器后,使催化裂化裝置內(nèi)高溫再生煙氣的能量回收技術(shù)得到推廣。1966年美國(guó)燃燒工程公司開(kāi)發(fā)了雙旋流型旋風(fēng)管,在粉煤鍋爐上工業(yè)應(yīng)用。 大于15mm顆?;境齼簦瑢?duì)分離5mm顆粒的效率可達(dá)91%。到了70年代,Shell石油公司又對(duì)旋風(fēng)管進(jìn)行了改進(jìn),獲得了無(wú)底板旋風(fēng)管的專利。這種除塵器是將旋風(fēng)管的排塵板去掉后,在旋轉(zhuǎn)的排塵氣排出旋風(fēng)管底部時(shí),猶如在該處建立了一道氣體屏障,灰斗返回氣中夾帶的細(xì)塵不會(huì)進(jìn)入。
3. 課題的主要工作
3.1 準(zhǔn)備相關(guān)工作
對(duì)D型旋風(fēng)除塵器的現(xiàn)狀、發(fā)展?fàn)顩r、組成和工作原理進(jìn)行初步了解。
3.2 材料選擇及主體、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
選擇各零部件的材料選擇,選擇旋風(fēng)除塵器的類型與結(jié)構(gòu),操作條件的選擇
操作方式的選擇。旋風(fēng)除塵器幾何設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3.3 強(qiáng)度計(jì)算與校核
對(duì)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、校核。
3.4 加工工藝,裝配程序,安全防腐
選擇加工工藝,及編寫裝配程序,考慮安全性能及采取防腐措施。
3.5 繪制裝配圖及零部件圖
利用AutoCAD繪圖軟件繪制出旋風(fēng)除塵器的裝備圖及各個(gè)零件圖。
3.6 查找不足,加以改正
查找設(shè)計(jì)中的不足之處,加以改正。
3.7 翻譯外文文獻(xiàn),編寫說(shuō)明書(shū)
翻譯外文文獻(xiàn),并按要求編寫說(shuō)明書(shū)。
4.課題的進(jìn)度安排
2月17日~2月26日:尋找與課題相關(guān)的參考書(shū)及文獻(xiàn)資料,撰寫開(kāi)題報(bào)告。
2月27日~3月10日:集中實(shí)習(xí)。
3月11日~3月24日:完成外文翻譯。
3月25日~3月29日:查閱文獻(xiàn)資料,確定設(shè)計(jì)方案,開(kāi)始課題設(shè)計(jì)。
3月30日~4月14日:旋風(fēng)除塵器的幾何設(shè)計(jì)和總體設(shè)計(jì),計(jì)算并校核。
4月15日~4月21日:選擇加工工藝,裝配過(guò)程,考慮安全防腐等細(xì)節(jié) 。
4月22日~5月5日:依據(jù)設(shè)計(jì)步驟繪制零件圖,裝配圖。
5月6日~5月21日:提交論文初稿,答辯前的準(zhǔn)備,交論文正式稿。
5月22日~5月26日:畢業(yè)答辯。
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