数学建模(2)

2019-04-14 16:25

其对应的使用可靠度。从式(1)中可看出,t值越大使用可靠度越低。也就是说,如果要求在换袋之前的不失效的概率越高,滤袋使用的时间越短,通过增加维护费用来保证除尘器系统的高使用可靠度。如果对换袋之前的使用要求不高的话,可以尽量延长滤袋使用时间,以牺牲使用可靠度来降低除尘器系统的有效寿命周期的维护费用。 6、威布尔分析模型的优点

(1)提供比较准确的失效分析和小数据样本的失效预测,对出现的问题尽早的制定解决方案。

(2)为单个失效模式提供简单而有用的图标,使数据在不充足时,仍易于理解。

(3)描述分布状态的形状可很好的选择相应的分布。 (4)提供基于威布尔概率图的斜率的物理失效的线索。 7、此次模型建立的缺点

这次研究得出的滤袋寿命分布尚不能直接运用于其他型号的除尘器。但是每一种除尘器滤袋在特定的场合使用必定有其分布规律。只要采集足够数量的现场失效数据,就可以参照本研究的方法验证滤袋的寿命分布。 四、模型二的假设

(1)假设进口气体的含烟浓度为ci(g/m3)。 (2)设定除尘器额阻力值。 五、模型二符号说明

?0—净清滤布的阻力系数;m?1vf—过滤速度;m/min

6

?—粉尘层的平均阻力;Pa

m—滤料上的粉尘负荷;kg/m2(通常为0.2~2kg/m2) Ga—滤料上粘附的粉尘量;kgA—滤布的有效过滤面积;m2

Pp—粉尘的真密度;kg/m3dp—粉尘的平均粒径;?m

?—粉尘层的平均孔隙率

六、模型二的建立与求解 1、过滤速度

由于袋式除尘器一般表现过滤速度vf很小,滤布上的孔眼也小。气体流动处在层流状态,因而根据达西定理其初阻力?P0可表示为:

?P0??0?vf (1)

粉尘层阻力,可用类似的公式表示:

?Pd?am?vfm? (2)

GaA (3)

在工况条件下滤袋的总阻力损失?Pt等于清洁滤袋的阻力损失

?P.与粉尘层的阻力损失?Pd之和,即:

?Pt??P0??Pd?(?0?am)?vf?(?0??Ga)?vf (4) A 粉尘层的平均阻力,可用柯日尼公式计算:

??180(1??)2Pp?dp??3 (5)

假设进口气体的含尘浓度为滤布上的粘附粉尘量

(kg)ci(g/m3)。经过一段时间tf(s)过滤,

计算公式为:

Ga?ci?A?vf?tf (6)

由公式(2)、(3)、(4)、(5)、(6)可得(7)。

7

?Pd???Ga???vf?????v2f?ci?tf (7) A?Pd?180(1??)??v2f?ci?tf23 (8) Pp?dp??设袋式除尘器阻力为定值,结构阻力和滤料初阻力确定后,可按(8)求出vf,即:

vf?[]180(1??)???ci?tf (9)

2?Pd?Pp?dp??313

七、模型三的假设

(1)假定粉尘层过渡效率和纤维层过滤效率之间干扰不大。 (2)假设所用滤袋的纤维基布以及所用化学处理方式相同。 八、模型三符号说明

Km—摩擦综合系数 Kg—局部阻力综合系数

v—气体流经各部位速度;m/min?Pg—清净滤料的阻力;Pa c—洁净滤料阻力系数 Vf—过滤速度;m/min ?Pc—残留在滤料中粉尘层阻力;Pa

k—残留在滤料中粉尘层阻力系数,通常在

100~600之间,主要与滤

料使用年限有关

?Pd—堆积粉尘层阻力;Pa?Pl—过滤阻力;Pa

?Pq—洁净滤料阻力;Pa

九、模型三的建立与求解 1、

8

通过图表观察建立模型,发现布袋除尘器的阻力对布袋的除尘效率有很大影响。 2、布袋除尘器阻力

通过布袋运行中承受的阻力来等效替换炉中的差压,构建模型,分析布袋除尘器所受的阻力。

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布袋除尘器阻力是指通过袋式除尘器的流动阻力,当除尘器进出口截面面积相等时,可以用除尘器进出口气体平均静压差度量。设备阻力?P包括除尘器结构阻力?Pg和过滤阻力?Pl两部分。过滤阻力又由洁净滤料阻力?Pq,滤料中粉尘残留阻力?Pc(初层)和堆积粉尘层阻力?Pd三部分组成。

?P??Pg??Pl ?Pl??Pq??Pc??Pd

表一 常规脉冲袋式除尘器设备阻力分布

堆积粉尘结构阻力项目 ?Pl 洁净滤料阻力?Pq 滤袋残留层阻力阻力?Pc ?Pd 设备阻力?P 阻力范围300~600 20~100 140~500 0~300 1000~1500 (Pa) 最大值600 100 500 300 1500 (Pa) 比例(%) 40 7 33 20 100 (1)结构阻力分析

除尘器结构阻力占总阻力比重的40%,该阻力为各部分摩擦阻力和局部阻力之和。

公式为:?Pg??Kmv2??Kgv2

欲减小?Pg首先要减小局部阻力系数和降低气体流速度。由公式可以看出,阻力的大小与气体流速大小的平方成正比。因此尽可能扩

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