0.018)中的0.0162-0.018區(qū)域時，Hh = 0.03mm。
[0116] 所W計算出同一塵粒濃度區(qū)內的不同塵粒濃度區(qū)段拋光的防積塵粒沉積材料粗 糖高度可W不同。
[0117] 經本發(fā)明的上述方法進行防積塵粒沉積處理后的工業(yè)通風用潔凈彎頭的塵粒濃 度場分布如圖7曰、圖7b和圖8曰、圖8b所示，不同的顏色深度代表不同的塵粒濃度區(qū)。經比較， 本發(fā)明的工業(yè)通風用U型管道彎頭的防積塵處理方法效果明顯，最高將高塵粒濃度區(qū)域的 塵粒濃度由0.018減小到0.0085，降低了53%，將中塵粒濃度區(qū)域的塵粒濃度由0.014減小 到0.0071，降低了 49%。與此同時，變粗糖高度的方法有效降低了防積塵粒沉積材料的拋光 工程量及其產生的管道阻力，降低了初投資成本。
【主權項】
1. 一種u型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，具體按照W下步驟進行： 步驟1、選定一個U型管道彎頭并確定該U型管道彎頭的穩(wěn)態(tài)端流混合物速度場U(x，y， Z); 步驟2、根據(jù)步驟1確定的U型管道彎頭穩(wěn)態(tài)端流速度場U(x，y，z)求得塵粒的滑移速度 Vdr'p ; 步驟3、根據(jù)步驟1確定的U型管道彎頭穩(wěn)態(tài)端流速度場U(x，y，z)和步驟2求得的塵粒的 滑移速度Vdr,p計算U型管道彎頭的板面的塵粒濃度范圍； 步驟4、根據(jù)步驟3計算得到的板面的塵粒濃度范圍，獲取板面的高塵粒濃度區(qū)和中塵 粒濃度區(qū)分界線，即高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線，W及板面的中塵粒濃度區(qū)和低塵粒濃度區(qū) 分界線，即中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線； 步驟5、根據(jù)步驟4得到的板面上的中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線及高、中塵粒濃度區(qū)包絡 曲線，獲取中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程及高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線對 應的擬合曲線方程； 步驟6、將步驟5得到的板面上的中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程作為 該板面上中、低塵粒濃度區(qū)的分界線，并將高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程 作為該板面上高、中塵粒濃度區(qū)的分界線，即得到該板面的高塵粒濃度區(qū)、中塵粒濃度區(qū)和 低塵粒濃度區(qū)； 步驟7、在步驟6得到的板面的高塵粒濃度區(qū)采用不誘鋼潔凈管材，并在中塵粒濃度區(qū) 采用鍛鋒薄鋼板，計算各板面的高塵粒濃度區(qū)W及中塵粒濃度區(qū)使用的防積塵材料的粗糖 高度;根據(jù)防積塵材料的粗糖高度對防積塵材料的相應區(qū)域進行拋光。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述步驟1 是通過求解空氣和塵?；旌狭鲃拥膬上嗔鞯倪B續(xù)性方程和N-S動量方程偏微分方程組，W 確定U型管道彎頭穩(wěn)態(tài)端流混合物速度場U(X，y，Z)。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述的連 續(xù)性方程及N-S動量方程偏微分方程組的求解采用基于壓力基求解的RNG k-ε端流模型并 結合simple算法進行。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述步驟2 具體如下:根據(jù)步驟1確定的U型管道彎頭穩(wěn)態(tài)端流速度場U(x，y，z)，代入公式1中，求得塵 粒的滑移速度Vdr,p:其中，Vdr, P為塵粒的滑移速度，單位為m/s;化為塵粒密度，單位為m3/kg; Pm為混合物密 度，單位為m3/kg; dp為塵粒直徑，單位為m; fdrag為曳力函數(shù);Vq為空氣速度，單位為m/s，μ。為 空氣動力粘性系數(shù)，單位為111^3。5. 根據(jù)權利要求4所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，步驟2中所 述的fdrag采用Schiller and化皿ann模型進行求解得到。6. 根據(jù)權利要求1所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述步驟3 具體如下:根據(jù)步驟1確定的U型管道彎頭穩(wěn)態(tài)端流速度場U(x，y，z)和步驟2求得的塵粒的 滑移速度Vdr,p，代入公式2中所示的塵粒組分體積分數(shù)方程，對公式2進行一階迎風格式離 散化，并利用高斯-賽德爾迭代進行求解，得到第二相即塵粒的體積濃度ap(x，y，z)，從而求 得U型管道彎頭的板面的塵粒濃度范圍；其中，Pp為塵粒密度，單位為m3/kg; t為時間，單位為S ; vdr,P為塵粒的滑移速度，單位為 m/s; Amq為質量流量，單位為kg/s。7. 根據(jù)權利要求1所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述步驟4 具體如下:根據(jù)步驟3得到的板面的塵粒濃度范圍，利用公式3求解板面中劃分高塵粒濃度 區(qū)和中塵粒濃度區(qū)的闊值〇h-";同時利用公式4求解板面中劃分中塵粒濃度區(qū)和低塵粒濃度 區(qū)的闊值Qm-l;將Qh-m在板面上對應的曲線作為板面的高塵粒濃度區(qū)和中塵粒濃度區(qū)分界 線，即高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線;將〇m-l在板面上對應的曲線作為板面的中塵粒濃度區(qū)和 低塵粒濃度區(qū)分界線，即中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線；其中，amax-h、amin-l分別為板面的最大塵粒濃度值和最小塵粒濃度值;ξ、Φ為區(qū)域劃分常 數(shù)，1 <ξ<2,0<Φ< 1。8. 根據(jù)權利要求1所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述步驟5 具體如下：在步驟4得到的板面上的中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線及高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲 線上分別取不少于200個離散點，并獲取運些離散點的坐標值;對中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲 線及高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線上的離散點的坐標值進行擬合，得到原始擬合曲線方程，然 后對原始擬合曲線方程進行處理，得到中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程及 高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程。9. 根據(jù)權利要求8所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，對所述中、 低塵粒濃度區(qū)包絡曲線及高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線上的離散點的坐標值進行擬合是采用 Levenbe巧-Marquar化算法，對原始擬合曲線方程進行處理是采用通用全局優(yōu)化法。10. 根據(jù)權利要求1所述的一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，其特征在于，所述步驟 7中在高塵粒濃度區(qū)采用的不誘鋼潔凈管材的粗糖高度根據(jù)公式5確定，中塵粒濃度區(qū)采用 的鍛鋒薄鋼板的粗糖高度根據(jù)公式師角定；由公式5、公式6可知，同一塵粒濃度區(qū)內采用的 防積塵粒沉積材料粗糖高度隨著塵粒濃度大小而不同，因此，在同一塵粒濃度區(qū)的不同塵 粒濃度區(qū)段計算得到的防積塵粒沉積材料粗糖高度為一個或多個；式中，化為高塵粒濃度區(qū)采用的不誘鋼潔凈管材的粗糖高度，單位為mm;Hm為中塵粒濃 度區(qū)采用的鍛鋒薄鋼板的粗糖高度，單位為mm;K為U型管道彎頭的當量粗糖高度，單位為 mm; amax-h為板面的最大塵粒濃度值;Qh-m為劃分高塵粒濃度區(qū)和中塵粒濃度區(qū)的塵粒濃度闊 值;Qm-I為劃分中塵粒濃度區(qū)和低塵粒濃度區(qū)的塵粒濃度闊值;α為高塵粒濃度區(qū)或中塵粒 濃度區(qū)任意點處的塵粒濃度值；丫 1、丫 2分別為高塵粒濃度區(qū)、中塵粒濃度區(qū)的粗糖高度常 數(shù)系數(shù)，當公式5，公式6中ΙΝΤ函數(shù)值為1的時候取丫 1，丫 2 = 0.5，當公式5，公式6中ΙΝΤ函數(shù) 值不為1的時候取丫 1，丫 2 = 1;ΙΝΤ是將一個數(shù)值向下取整為最接近的整數(shù)的函數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種U型管道彎頭的防積塵處理方法，具體步驟為：確定該型管道彎頭的穩(wěn)態(tài)湍流混合物速度場；求解塵粒的滑移速度；計算U型管道彎頭板面的塵粒濃度范圍；獲取板面的高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線以及中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線；獲取中、低塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程及高、中塵粒濃度區(qū)包絡曲線對應的擬合曲線方程，即得到該板面的高塵粒濃度區(qū)、中塵粒濃度區(qū)和低塵粒濃度區(qū)；在板面的高塵粒濃度區(qū)采用不銹鋼潔凈管材，并在中塵粒濃度區(qū)采用鍍鋅薄鋼板。本發(fā)明可有效減少懸浮顆粒物在彎頭處的沉積，同時節(jié)省耐磨材料的使用量，降低彎頭的造價，解決現(xiàn)有技術中的風管彎頭容易積塵的問題。
【IPC分類】F16L43/00, F16L55/24
【公開號】CN105570592
【申請?zhí)枴緾N201511008065
【發(fā)明人】陳希, 狄育慧, 孫先鋒, 武亞麗
【申請人】西安工程大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月29日