波纹板是经热镀锌工艺处理后表面镀有一层锌的钢板,具有耐腐蚀性强、外观好、成本低等优点。但在某钢管厂实际生产过程中,波纹板从镀锌池中出来后表面带有锌渣和锌粒等杂质,经过外吹环吹扫装置吹扫之后在其表面仍会残留有不少杂质,这严重影响其耐腐性能及使用寿命。环型喷嘴作为外吹环吹扫装置的关键部位,气体经过环型喷嘴喷射到波纹板表面完成外吹工作,其结构参数对吹除波纹板表面杂质方面起着重要作用。因此本文结合“某钢管有限公司热镀锌车间外吹环研究”工程项目进行了以下几个方面的研究:首先,对吹扫装置的外吹工作原理进行分析,得出在环型喷嘴的出气口处主要完成波纹板表面杂质吹除工作。运用CFD方法并选择对这种冲击射流表现较好的Realizable k-ε湍流模型对原始结构环型喷嘴流场进行数值模拟,分析波纹板在刚进入到环型喷嘴的时刻,沿波纹板运动方向轴线上在其表面气体速度分布及压力分布。其次,对原始环型喷嘴结构进行改进,讨论了环型喷嘴出气口宽度、出气口倾斜角度以及进气口直径等参数在不同工况下,波纹板表面的气体速度分布及压力分布,并且分析了波纹板表面所受正向力与切向力大小的影响。结果表明:综合考虑波纹板表面的气体速度分布及受力情况,选择环型喷嘴的最优结构为出气口宽度为1.2mm,出气口倾斜角度为40°,进气口直径为33 mm。对改进后的环型喷嘴结构进行流场分析,研究了波纹板运动穿过环型喷嘴的过程中气体速度分布与压力分布情况。最后,采用CFD-EDEM耦合仿真的方法,对改进后的环型喷嘴及原始环型喷嘴吹扫不同直径大小的颗粒情况进行仿真分析。结果表明:当环型喷嘴进气口压强为0.3 MPa时,对于直径为1mm以下的颗粒,改进后环型喷嘴的吹除效率为100%,原始环型喷嘴的吹除效率为98.9%;当颗粒直径增加为3 mm时,改进后环型喷嘴的吹除效率为71.7%,原始环型喷嘴的吹除效率为59.4%;随着颗粒直径的增大,环型喷嘴的吹除效率逐渐下降。通过增大环型喷嘴进气口处的压强发现,当进气口压强为0.4 MPa时,对直径为3 mm的颗粒吹除效率为85.6%;当进气口压强增大到0.5 MPa时,对直径为3 mm的颗粒吹除效率为92.0%。