1.一种防沉积型通风气力输送管道燕尾三通,包括入口、内弧面a、下底板a、出口、外弧面a、上顶板a、上顶板b、外弧面b、法兰、下底板b和内弧面b;由内弧面a、下底板a、外弧面a、上顶板a合围组成第一矩形弯管,由上顶板b、外弧面b、下底板b和内弧面b组成第二矩形弯管,第一矩形弯管和第二矩形弯管的一端固连组成燕尾三通;其特征在于,所述下底板a、下底板b、外弧面a和外弧面b都被划分为高尘粒浓度区、中尘粒浓度区和低尘粒浓度区组成;
所述高尘粒浓度区使用的防积尘材料为不锈钢洁净管材,所述高尘粒浓度区使用的防积尘材料的粗糙高度利用下式计算:式中,Hh为高尘粒浓度区采用的不锈钢洁净管材的粗糙高度,mm;K为弯管当量粗糙高度,mm;αmax-h为板面的最大尘粒浓度值;αh-m为划分高尘粒浓度区和中尘粒浓度区的尘粒浓度阈值;α为高尘粒浓度区或中尘粒浓度区任意点处的尘粒浓度值;γ1为高尘粒浓度区的粗糙高度常数系数,当INT函数值为1时取γ1=0.5,当INT函数值不为1时取γ1=1;INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数;所述板面为下底板a、下底板b、外弧面a或外弧面b;
所述中尘粒浓度区使用的防积尘材料为镀锌薄钢板,所述中尘粒浓度区使用的防积尘材料的粗糙高度利用下式计算:式中,Hm为中尘粒浓度区采用镀锌薄钢板的粗糙高度,mm;K为弯管当量粗糙高度,mm;
αh-m为划分高尘粒浓度区和中尘粒浓度区的尘粒浓度阈值;αm-l为划分中尘粒浓度区和低尘粒浓度区的尘粒浓度阈值;α为高尘粒浓度区或中尘粒浓度区任意点处的尘粒浓度值;γ2为中尘粒浓度区粗糙高度常数系数,当INT函数值为1时取γ2=0.5,当INT函数值不为1时取γ2=1;INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。
2.一种对燕尾三通的防积尘处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:对于燕尾三通,求解空气和尘粒混合流动的两相流的连续性方程和N-S动量方程偏微分方程组,确定燕尾三通稳态湍流速度场U(x,y,z);
步骤2:根据步骤1得到的燕尾三通稳态湍流速度场U(x,y,z),求得尘粒的滑移速度vdr,p,m/s;
步骤3:根据步骤1得到的燕尾三通稳态湍流速度场U(x,y,z)和步骤2所求解的滑移速度vdr,p,代入下式所示的尘粒组分体积分数方程,对下式进行一阶迎风格式离散化,并利用高斯-赛德尔迭代进行求解,得到第二相即尘粒的体积浓度αp(x,y,z),从而得到外弧面与下底板各自的尘粒浓度范围:式中,ρp为尘粒密度,m3/kg;t为时间,s;vdr,p为滑移速度,m/s;m为质量流量,kg/s;
步骤4:根据步骤3得到的外弧面a、b与下底板a、b的尘粒浓度范围,分别计算得到各个板面的划分高尘粒浓度区和中尘粒浓度区的阈值αh-m;同时计算得到外弧面a、b与下底板a、b的划分中尘粒浓度区和低尘粒浓度区的阈值αm-l;将αh-m在板面上对应的曲线作为板面的高中尘粒浓度区包络曲线;将αm-l在板面上对应的曲线作为板面中低尘粒浓度区包络曲线;
所述板面为下底板a、下底板b、外弧面a或外弧面b;
步骤5:分别在步骤4得到的各板面上的中低尘粒浓度区包络曲线、高中尘粒浓度区包络曲线上取多个离散点,并获取这些离散点的坐标值;对中低尘粒浓度区包络曲线、高中尘粒浓度区包络曲线上的离散点的坐标值进行拟合,得到原始拟合曲线方程,然后用通用全局优化法对原始拟合曲线方程进行处理,得到中低尘粒浓度区包络曲线、高中尘粒浓度区包络曲线对应的拟合曲线方程;
步骤6:将步骤5得到每个板面的每条拟合曲线方程作为板面上各尘粒浓度区的分界线,得到各板面的高尘粒浓度区、中尘粒浓度区和低尘粒浓度区;
步骤7:步骤6得到的每个板面的高尘粒浓度区采用不锈钢洁净管材,中尘粒浓度区采用镀锌薄钢板;计算各板面的高尘粒浓度区以及中尘粒浓度区使用的防积尘材料的粗糙高度;根据防积尘材料的粗糙高度对防积尘材料的相应区域进行抛光。
3.如权利要求2所述的对燕尾三通的防积尘处理方法,其特征在于,所述步骤2中,利用下式计算滑移速度vdr,p:式中,vdr,p为尘粒的滑移速度,m/s;ρp为尘粒密度,m3/kg;ρm为混合物密度,m3/kg;dp为尘粒直径,m;fdrag为曳力函数;vq为空气速度,m/s,μq为空气动力粘性系数,m2/s。
4.如权利要求2所述的对燕尾三通的防积尘处理方法,其特征在于,所述步骤4中,分别利用下式计算得到各个板面的划分高尘粒浓度区和中尘粒浓度区的阈值αh-m;
同时利用下式计算得到外弧面a、b与下底板a、b的划分中尘粒浓度区和低尘粒浓度区的阈值αm-l;
式中,αmax-h、αmin-l分别为板面的最大尘粒浓度值和最小尘粒浓度值;ξ、ψ为区域划分常数。
5.如权利要求2所述的对燕尾三通的防积尘处理方法,其特征在于,所述步骤7中,根据下式确定高尘粒浓度区采用的不锈钢洁净管材的粗糙高度:式中,Hh为高尘粒浓度区采用的不锈钢洁净管材的粗糙高度,mm;K为弯管当量粗糙高度,mm;αmax-h为板面的最大尘粒浓度值;αh-m为划分高尘粒浓度区和中尘粒浓度区的尘粒浓度阈值;α为高尘粒浓度区或中尘粒浓度区任意点处的尘粒浓度值;γ1为高尘粒浓度区粗糙高度常数系数,当式5中INT函数值为1的时候取γ1=0.5,当式5中INT函数值不为1的时候取γ1=1;INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。
6.如权利要求2所述的对燕尾三通的防积尘处理方法,其特征在于,所述步骤7中,根据下式确定中尘粒浓度区采用镀锌薄钢板的粗糙高度:式中,Hm为中尘粒浓度区采用镀锌薄钢板的粗糙高度,mm;K为弯管当量粗糙高度,mm;
αh-m为划分高尘粒浓度区和中尘粒浓度区的尘粒浓度阈值;αm-l为划分中尘粒浓度区和低尘粒浓度区的尘粒浓度阈值;α为高尘粒浓度区或中尘粒浓度区任意点处的尘粒浓度值;γ2为中尘粒浓度区粗糙高度常数系数,当式6中INT函数值为1的时候取γ2=0.5,当式6中INT函数值不为1的时候取γ2=1;INT是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。