提高旋风除尘器对微细沙尘除尘效率研究

姚宇涵 降华

摘要：以TX-18铁路道床吸污装置中的除尘系统的旋风子作为模型，选用Ansys中CFD模块模拟了旋风除尘器在吸污过程中对粒径在5～200μm范围内的沙尘的除尘效率。通过轴向速度云图、径向速度云图，研究了排气管插入深度对除尘效率的影响。利用粒子追踪对沙尘颗粒在旋风除尘器进行分析，探讨了不同粒径的沙尘的运动轨迹。结果表明，当排气管道插入深度与与吸入口高度之比为0.8时，具有更好的除尘效率，其能够满足对粒径为大于40μm的沙尘在进行气固分离。

关键词：旋风子;两相流;流体力学;CFD

中图分类号：TS210文献标识码：A文章编号：2096-6903（2021）12-0043-03

0引言

在铁路线路，当重载列车运行至坡道较大路段时，需要在机车车轮处洒沙，以增大车轮与钢轨表面摩擦力，机车洒下的沙子无法自动回收，将散落在铁路道床的表面及周围，若长时间得不到清理，将会掩埋钢轨、堵塞排水沟、破坏道床，危及列车的行车安全。

目前，由中国铁建高新装备股份有限公司研制的TX-18铁路道床吸污装置利用负压吸入方式对散落的细沙进行收集，在除尘系统中进行气固分离，除尘系统的旋风除尘器对细小颗粒的分离起着十分重要的作用。然而，经过碾压的细沙粒径较小（通常为70～200μm），难以有效的实现气固分离[1，2]。

切向入口旋风子由于其结构容易加工，造价成本低，因此作为重要的工业除尘器[3]。通常大颗粒沙尘由于自身体积的原因能够在离心力的影响下被抛向器壁，并在自身重力和向下气流的作用下沿筒壁沉降至排尘口，收集于设备底部的储存区。……