肖培杰 邹钺 沈恒根

东华大学环境科学与工程学院

0 引言

煤矿作业环境影响工人健康，并且有安全隐患，因此合理的气流组织[1]是非常必要的。CFD[2]具有模拟不同工况的优点，Tecplot 能进行后处理[3]。正交试验是分析多因素试验的方法[4]。本文研究滤料排列方式，进口位置及抽吸压力对气流组织均匀性的影响。利用正交试验方法安排实验，找到因素的重要性排序以及较佳设计方案，为气流组织设计提供依据。

1 模型及试验设计

1.1 正交表设计

影响气流组织的因素有排列方式、进口位置、负压等，为研究三者对气流组织的影响，本文采用正交试验设计方法，每个因素三个水平，增加一个空白列，设计一个L9(34)的正交表[5]。排列的三个水平如图1 所示，各因素位级如表1 所示，试验方案如表2 所示。

表1 实验因素位级表

表2 试验方案表

图1 排列水平图

1.2 建模及边界条件

设计的模型尺寸在xyz 方向上分别为：14000 mm、2800 mm、1500 mm，金属滤料的高度分别为：1000 mm、1500 mm、2000 mm，进出口为1250 mm×1400 mm 的矩形，进口距离上表面850 mm，距离右表面100 mm，出气口距离上表面250 mm，距离左表面100 mm。如图2 所示。

图2 除尘器模型

滤料之间的分布如图3 所示，滤料长500 mm，宽30 mm，Z 轴方向滤料之间的距离为30 mm，X 轴方向滤料之间的距离为33 mm。沿出口方向，第一列滤料距离出口壁面200 mm,滤料离两边外壳的距离为75 mm。

图3 滤料内部尺寸设计

考虑到网格的自适应性，对金属烧结板除尘器模型采用非结构化网格进行划分。非结构网格生成方法在生成过程中采用一定的准则进行判断，因而能生成高质量的网格。……