紊流模型無(wú)電暈式高溫靜電旋風(fēng)除塵器屬于強(qiáng)旋流動(dòng)，其中含有渦流，并且是高度的各向異性，因此在解連續(xù)性方程和動(dòng)量方程的時(shí)候，還_求解附加的湍流輸運(yùn)方程。為了簡(jiǎn)化除塵器內(nèi)部整個(gè)流場(chǎng)的計(jì)算，不予考慮各向異性，采用J-E雙方程模型。在對(duì)方程進(jìn)行離散時(shí)，壓力項(xiàng)、速度項(xiàng)、湍動(dòng)能和湍流耗散項(xiàng)均采用二階迎風(fēng)格式，壓力與速度的耦合采用SIMPLEC算法。
邊界條件無(wú)電暈式高溫靜電旋風(fēng)除塵器的具體結(jié)構(gòu)如，為避免在計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的回流現(xiàn)象，在入口和出口處分別給定壓力入口和壓力出口邊界條件。入口為均勻入流，根據(jù)入口全壓和靜壓的關(guān)系，給定流速和全壓_可以得到靜壓。
外壁面處采用絕熱邊界條件即熱流量等于0.在固體壁面附近的區(qū)域采用標(biāo)準(zhǔn)的壁面函數(shù)，固體壁面采用無(wú)滑移邊界條件。
CFD計(jì)算對(duì)象及結(jié)構(gòu)尺寸其中，CFD為計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)。無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器的物理模型如所示。由于受入口處沿切向氣流的影響，內(nèi)部流場(chǎng)呈現(xiàn)出了不對(duì)稱(chēng)性，鑒于此，將模型置于三維坐標(biāo)下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在圓筒與錐體結(jié)合的中心處，沿x軸正方向?yàn)檎粗疄樨?fù)；沿z軸向上為負(fù)，向下為正，并沿z軸方向由中心每1-除塵器排氣口；2-除塵器入口；3-除塵器內(nèi)筒；4-除塵器外筒壁；5-電子發(fā)射極；6-除塵器排灰口靜電旋風(fēng)除塵器的物理模型隔500mm設(shè)置一個(gè)斷面，在不同的斷面處分別對(duì)比旋風(fēng)除塵器以及不同發(fā)射極半徑的無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器在不同半徑位置處沿切向、軸向以及徑向的速度分布和壓力分布。
CFD計(jì)算結(jié)果及分析入口氣流沿切向以2m/s的速度進(jìn)入除塵器。為了便于分析和對(duì)比，文中分別給出了旋風(fēng)除塵器、發(fā)射極直徑為10mm和發(fā)射極直徑為20mm的無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器這3種情況下的流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。
對(duì)于下述圖形中符號(hào)的意義及圖形中所有速度方向的定義：正徑向速度指向旋轉(zhuǎn)軸的外向，正切向速度用右手定則來(lái)判斷，與入口處流體的旋轉(zhuǎn)方向相反，大拇指指向即為正軸向速度。
切向速度分布及分析由可知，無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器切向1-旋風(fēng)除塵器；2-發(fā)射極直徑為10mm；3-發(fā)射極直徑為20mm不同斷面處切向速度分布4結(jié)構(gòu)，外渦旋近似呈準(zhǔn)自由渦流動(dòng)，內(nèi)渦旋近似呈強(qiáng)制渦流動(dòng)，內(nèi)外渦旋交界面上的切向速度值_大。圓筒部分交界面大概在離軸心180mm處，圓錐部分（由上至下）內(nèi)外渦旋交界面逐漸向軸心移動(dòng)。沿z軸方向，從上到下各斷面上的切向速度的峰值逐漸減小。從中可以明顯地看出，切向速度分布基本上是呈對(duì)稱(chēng)的/W0形分布。無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器呈現(xiàn)出與旋風(fēng)除塵器相似的切向速度分布。
通過(guò)在不同斷面處切向速度的分布比較得出，在相同入口氣流速度情況下，在相同位置處，旋風(fēng)除塵器切向速度值要低于無(wú)電暈靜電旋風(fēng)除塵器，且對(duì)于這兩者來(lái)說(shuō)其切向速度的峰值都出現(xiàn)在接近筒壁處，這說(shuō)明在靠近筒壁處的粉塵顆粒所受的離心力較大。隨著發(fā)射極半徑的增大，無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器切向速度值逐漸增大而且切向速度的梯度也逐漸增大。由于受沿程阻力及幾何形狀的影響，除塵器從上至下切向速度逐漸變小。
通過(guò)對(duì)無(wú)電暈式靜電旋風(fēng)除塵器內(nèi)部復(fù)雜流場(chǎng)的計(jì)算模擬，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析后得出：切向速度呈雙渦旋結(jié)構(gòu)，交界面上的切向速度_大，且交界面的位置在圓筒部分基本維持在一固定位置，而圓錐部分則隨著斷面的下移其交界面也逐漸向軸心移動(dòng)。