袋式除尘器作为一种除尘装置,因其结构简单、除尘效率高以及对粉尘比电阻没有限制等优点而被广泛应用于工业领域除尘。然而通过调研发现,袋式除尘器在实际运行过程中仍存在因其内部流场分布不均引起部分滤袋过早磨损、甚至失效的问题,导致除尘效率下降,同时增加除尘系统的运行成本。可见除尘器内部流场分布均匀性对滤袋使用寿命、除尘系统整体性能具有重要的影响作用。本文以某实际工程中下进风袋式除尘器作为研究对象,采用理论分析与数值模拟的方法,对除尘器内部三维流场分布特性进行研究,揭示下进风袋式除尘器内部流场分布不均的原因,在此基础上提出结构优化方案,并对袋式除尘器进行结构优化设计,以实现下进风袋式除尘器内部流场均布的目的,本文主要研究工作和结论如下:(1)采用数值模拟的方法,对下进风袋式除尘器内部流场进行数值模拟,结果表明,对于下进风袋式除尘器,由于进风速度较高,进风口处存在明显射流,气流主要集中在远离进风口后壁面处,使其内部气流分布极不均匀,导致远离进风口的后壁面附近滤袋风量负荷过大,引起部分滤袋过早磨损、甚至失效,从而导致除尘效率下降以及运行成本的增加。因此需对下进风袋式除尘器进行结构优化以改善进口射流引起的流场分布不均。(2)基于下进风袋式除尘器内部流场分布特性,以实现流场分布均匀性为目标,采用在除尘器灰斗中添加导流装置以及对进风口进行横向加宽的优化方案对其进行结构优化设计。针对添加导流装置的优化方案,提出“均分进口射流主体段厚度”的方法对进口射流进行物理分流,确定导流装置的型式、位置及其几何尺寸;针对横向加宽进风口的优化方案,研究结果表明,进风口横向宽度与除尘器内部流场分布均匀性呈正相关关系。(3)以流场分布均匀性及除尘器压降作为评价指标,将本文所提出的优化方案与实际工程中所采用的导流装置进行对比分析。结果表明,在灰斗中添加竖直导流板对袋式除尘器内流场分布均匀性的改善,优于实际工程中在灰斗中添加均流板,同时压降要比同等条件下添加均流板减小17%。(4)采用数值计算方法研究了添加导流装置对除尘器压降的影响,结果表明,添加导流装置一方面引起灰斗内局部障碍阻力有所增大(2.2%),另一方面由于显著提高了中箱体中流场分布均匀性而使中箱体内部流动压降较大减小(10.5%),可见通过添加导流装置在提高流场分布均匀性的同时使除尘器总压降略有降低(8.3%)。