在袋式除尘器研究中,降低运行阻力,提高过滤效率一直是人们关注的焦点问题。高过滤效率意味着良好的过滤效果,而高运行阻力会带来巨大的能源浪费。实际运行中,如何解决高过滤效率往往伴随着高过滤阻力这一矛盾,对袋式除尘器进行结构和运行优化,以及优化选择合理的过滤介质,是改善袋式除尘器过滤性能的关键。此外,纤维过滤经典理论的效率公式,以隐函数的形式出现,不便于实际应用;同时此公式只适用于清洁过滤阶段,在含尘过滤阶段无法对过滤效率进行预测;如何对袋式除尘器含尘过滤阶段压力损失进行预测,也是需要解决的问题。 针对以上问题,本文首先从理论上分析各因素单独变化时过滤效率的变化趋势。在此基础上,搭建袋式除尘器过滤性能测试实验台,分别在清洁滤料过滤和含尘滤料过滤两种过滤方式下进行了实验研究。 清洁滤料过滤阶段,就过滤速度对过滤效率的影响进行实验研究,验证了临界过滤速度的存在性。发现在低于临界过滤速度时,可以通过降低过滤速度的方法来实现减阻增效的目的;对袋式除尘器压力损失分布进行测试,测试结果显示:滤筒压力损失占袋式除尘器压力损失的90%以上。因此,袋式除尘器结构优化的重点应放在滤筒结构优化方面;对清洁滤料过滤效率公式进行显性化处理;通过多元回归分析,给出过滤效率的多元回归关系式。与实验数据、理论计算值进行比较,结果证明在清洁滤料过滤阶段,该回归式可以用来对过滤效率进行预测,为滤料优化选择提供参考。 含尘滤料过滤阶段,测试了入口粉尘浓度、过滤速度等对过滤压力损失的影响。重点对过滤压力损失随时间的变化关系进行研究,结合含尘滤料过滤阻力理论对实验数据进行分析发现:粉尘层形成越早,纤维层受粉尘侵入越少。加速粉尘层形成可以有效降低含尘过滤阶段压力损失;对实验数据进行回归分析,给出了三种工业常用滤料在含尘工况下压力损失的关联计算式,该式在预测过滤压力损失、优化过滤运行过程方面,具有一定的参考价值:对含尘滤料过滤效率进行理论推导:以经典过滤理论为基础,结合含尘滤料过滤阶段自身特点,建立数学模型,推导得出一套含尘纤维层过滤效率计算式。与原有公式进行对比,结果显示:过滤开始阶段,当过滤时间t→0时,该公式与经典过滤效率公式相一致,清洁滤料过滤过程可以看作该式的特殊情况;随着过滤时间增加,该公式计算值迅速接近于100%,与实际情况相符。 本文最后结合实验数据对覆膜滤料过滤性能的优劣进行分析,分别在清洁和含尘两种过滤状态下,将其阻力特性与未覆膜滤料阻力特性进行对比。结果证明:含尘滤料过滤阶段,由于覆膜起到了粉尘初层的作用,覆膜滤料阻力特性优于未覆膜滤料;而在清洁滤料过滤阶段,覆膜增加了过滤压力损失,导致覆膜滤料阻力特性劣于未覆膜滤料。本研究对于提高袋式除尘器过滤性能、预测纤维过滤效率,具有一定的参考价值。