基于线板式静电除尘器数学模型的建立及数值仿真研究

摘要

静电除尘器是目前应用最广、除尘效率最高的除尘装置之一,随着社会的发展,环境对人类的生存的重要性越来越得到人们的重视,为了降低工业废气和粉尘对环境的污染,对静电除尘器的改进有着重大的意义,同时,随着计算机技术特别是数值模拟技术的应用,更精确更形象直观地求解静电除尘器数学模型成为了可能,建立数学物理模型已经成为设计、评价和研究静电除尘器的重要辅助手段。
　　本文较为深入地研究了线板式静电除尘器过程中所发生的各种物理现象,例如电晕放电现象、尘粒荷电、粉尘颗粒的迁移及收集、二次扬尘以及反电晕等现象。并在前人所建立的数学物理模型的基础上通过对静电除尘器中高压静电场、气流场和电力场的分析,建立了粉尘粒子输运的数学模型,去除了以前理论中不合理的边界条件,并在原来理论基础上重新建立了静电除尘器实际除尘规律的新的边界条件,建立了除尘电场模型、尘粒荷电模型、粉尘颗粒捕捉等一系列反应静电除尘过程的数学物理模型。并且利用差分法对静电除尘器的数学模型进行求解,利用Matlab和Fortran进行数值模拟算法设计和方程求解。得到了静电除尘器中粉尘粒子在高压静电场中的浓度分布和运动规律。在理论上,对线板式静电除尘器的除尘理论进行了全面系统的研究和分析,并通过数值模拟的方法发展和完美除尘理论,用以更好地指导实践。
　　最后,利用所建立的实验模型对本文数值模拟的结果进行验证,证明了本文所建立的数值模型和边界条件是基本符合静电除尘器的除尘规律的。

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第一章 绪 论

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内外静电除尘器数学模型的研究现状

1.3 课题的主要研究内容

第二章 静电除尘器的除尘理论

2.1静电除尘器的结构

2.2静电除尘器的工作原理

2.3静电除尘器相关的理论模型

第三章 静电除尘器数学模型的建立

3.1 电场分布

3.2 尘粒荷电

3.3 粒子输运方程的建立

3.4建立模型方程的边界条件

3.5影响静电除尘器除尘效率的主要因素分析

第四章 数学模型的数值算法实现

4.1建立静电除尘器数学模型的有限差分格式

4.2有限差分法的稳定性及收敛性分析

4.3编程的算法描述及仿真实现

第五章 实验结果解析

5.1实验模型

5.2实验结果分析

5.3实验结果总结

第六章 结 论

参考文献

致谢

附录A

附录B

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