在考量阻力对炉内除尘器选择的重要性时，我们深知过大的阻力将使炉内除尘失去意义。基于对各种除尘器性能的详细分析，本文选择了轴向直流式旋风除尘器作为炉内除尘装置的理想选项。影响轴向直流式旋风除尘器效率及阻力的主要因素包括进口导流叶片角度、出口直径、稳流体长度以及分离室长度、灰斗角度和出口长度等。
为了研究这些因素如何影响轴向直流式旋风除尘器的效率及阻力损失，实验装置模拟了位于工业锅炉炉膛出口位置的冷态条件。实验假设气流和粉末在设备中经过充分加速，并忽略了效率与阻力的相关因素。
本次实验特指某锅炉厂DZL型锅炉，将旋风除尘器安装于后拱上方位置，其尺寸为2100×2400mm。根据相似理论，当实物与模型达到第二自相似区时，可认为模型与实际设备具有相同的阻力系数。本实验台已达到Re=3×104，因此可认为其处于第二自相似区，且其阻力系数等同于实际应用中的值。
本次实验采用的是冷态模拟法，考虑到气固两相流理论，该方法主要涉及几何比例（1:3）以及Fr准则和颗粒Stk准则的一致性。
整个系统以负压运行。在系统示意图中，可以看到粉末通过灰口进入进风管并经历充分加速，然后穿过进口导流叶片进入旋风筒中。在高速旋转气流作用下，粉末颗粒被离心力带出并落入灰斗，而净化后的气体通过排气管排出，并通过激光测试仪测定净化后的颗粒数量。此外，由毕托管测得的流量即为除了入口阻力的总体损失，再结合电机电压调节来控制流量以实现不同速度下的试验结果。
所用的灰样来自某发电厂布袋式除尘器处理后的物料，但由于粉末密度受湿度变化而显著影响，使得粒径分布发生变化。这一误差可以通过预先干燥灰样来消弭，因为这种操作更符合真实环境中高温下粉末运动的情况。
该报告还展示了不同出口直径情况下的数据分析，其中发现随着输出管径增加而减小，不仅减少了不必要的小孔隙，还降低了一些额外成本。但是，在一定输入速度下，对输出管径进行进一步调整虽然会导致一些额外开销，但对于提高效率来说可能不是最佳选择，因为尽管有增益但不会持续提升至极限点。当输出管径超过一定阈值后，即使再增加也无法显著提高效率，从而形成一个平衡点。
最终结论表明，这种类型的人造喷嘴能够有效地满足工业锅炉尾部原始排放浓度低于国家标准要求，同时保持较低水平的能耗和维护成本。这一设计对于改善现有技术提供了一种新的解决方案，以便在未来推动更多行业采纳这一创新技术。
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