在工业除尘领域,脉冲喷吹袋除尘以高效率、低能耗、可捕集PM2.5等优势得到广泛关注与应用。脉冲喷吹系统作为除尘系统的核心组成,其合理的设计是除尘系统稳定运行的关键。然而,对于瞬态的脉冲喷吹清灰的过程,清灰效果是多参数耦合作用的结果,清灰机理较为复杂,现阶段脉冲喷吹系统的设计多是依靠经验。在工程应用中,袋除尘依然存在着由过度清灰或清灰不力导致的糊袋和破袋等现象。因此,探究清灰性能影响因素,优化脉冲喷吹系统使除尘系统高效稳定的运行显得尤为重要。本文通过计算流体力学、响应面法、遗传算法、拉丁超立方设计及流固耦合等方法对多参数相互耦合的脉冲喷吹系统及滤袋振动特性进行优化及分析,得到脉冲喷吹系统的最优清灰性能及滤袋的振动加速度,为脉冲喷吹系统的前期设计和后期改进提供理论指导。具体研究内容及成果如下:(1)根据脉冲喷吹袋式除尘器结构及清灰气流特性,建立脉冲清灰过程流场的数值模拟模型;根据滤袋结构特性及载荷形式,建立脉冲清灰过程滤袋振动的数值模拟模型。(2)针对多参数影响的脉冲喷吹系统,提出了一套响应面法、遗传算法和计算流体力学方法相结合的脉冲喷吹系统优化方法。该方法通过拉丁超立方设计方法构建距袋底部1m的滤袋侧壁压力峰值及滤袋侧壁全局最大压力峰值的二阶响应面模型,并基于响应面近似模型建立脉冲喷吹系统优化模型,利用遗传算法对脉冲喷吹系统设计变量进行优化,获取全局最优解。该方法减少了优化设计的工作量,大大提升了计算效率,并可有效提升脉冲喷吹系统清灰性能并避免局部过度清灰。(3)基于流固耦合方法分析了喷吹压力、喷嘴半径、脉冲宽度、滤袋长度对脉冲清灰过程滤袋振动加速度的影响:①在滤袋的长度方向,侧壁压力峰值呈现先快速上升后逐渐下降的趋势,最大反向加速度则先快速上升后迅速下降,滤袋中下部的最大反向加速度值较小,远低于滤袋上部;②滤袋上部的清灰机理主要是惯性作用,但最大反向加速度不能完全表征清灰性能的好坏;③喷吹压力和喷嘴半径的增大会引起袋壁压力峰值上升,导致滤袋上部的振动作用增强,最大反向加速度随之增大,该区域的清灰效果得以改善;但滤袋下部的最大反向加速度对喷吹压力及喷嘴半径的变化不灵敏。④脉冲宽度对滤壁压力峰值及最大反向加速度基本无影响;但在在线清灰中,脉冲宽度的增大可延长袋内的压力持续时间,降低剥离粉尘的二次附着几率,有助于改善清灰效果。⑤滤袋底部侧壁压力峰值随滤袋长度的增大而显著降低;但最大反向加速度降低不明显。