沉积粉尘层形成与振打速度的研究

摘要

随着中国经济的蓬勃发展和城市工业化的加剧，城市空气质量越来越成为百姓关心的焦点,电除尘技术在环保领域的应用越来越受到世界各国的重视。振打清灰技术是电除尘清灰方式中最广泛应用的方法之一。
　　振打清灰技术为电除尘器除尘效率的提高，提供关键的实现手段。其中沉积粉尘层的形成和振打加速度是设计高效振打清灰技术的关键因素之一。本文在研究线板式收尘理论的基础上，主要研究沉积粉尘层模型，沉积粉尘振打清灰模型和声波清灰模型。通过实验和仿真研究，提出多种条件下、多参数的计算公式和影响因素，进一步优化沉积粉尘层振打清灰技术的理论和设计。主要工作内容和结论如下:
　　(1)在沉积粉尘层的数学模型设计过程中采用计算流体力学(CFD)技术，对收尘过程中沉积粉尘层的特性和流场特性进行数值分析和设计，根据模型数值结果对沉积粉尘层模型进行优化。基于该模型可以得到除尘器收尘极板上的粉尘分布规律，收尘极板和放电极之间的电场强度梯度分布规律。同时分析不同颗粒粒径和驱进速度对电除尘器除尘效果的影响。通过研究沉积粉尘层模型参数，提高振打周期的准确性。
　　(2)分析沉积粉尘层的受力情况，根据电流体动力学理论分析粉尘脱离电极板（即二次飞扬）的临界条件，导出静电除尘器除尘效率与振打加速度的关系式。
　　(3)通过实验的方法研究振打加速度和除尘效率的关系。为了有效提高除尘效率，提出了最佳的振打加速度的值，使粉尘粒子在一定范围内有最多的数量的脱落，减少二次飞扬。
　　(4)在声波理论的基础上，研究声波清灰效果时，重点从能量的角度说明温度和频率对声强的影响。在确定粉尘类型和频段的情况下，提出声波清灰技术的最佳声频范围。
　　最后，总结了全文，并对进一步的工作做了展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状及发展分析

1．3 课题研究的主要内容和技术路线

1．3．1 课题研究的主要内容和意义

1．3．2 课题研究的技术路线

1．4 研究特色和创新

1．5 论文主要内容及结构安排

第2章 线板式电除尘数学模型

2．1 线板式电极的电场

2．2 粉尘粒子荷电

2．3 收尘过程

2．3．1 带电粉尘粒子在电场中的运动

2．3．2 带电粉尘粒子在电场中的沉降

2．4 除尘效率

2．5 影响除尘效率的因素

2．6 小结

第3章 沉积粉尘层数学模型及振打加速度受力分析

3．1 沉积粉尘层的形成

3．2 沉积粉尘层数学模型

3．3 沉积粉尘层的电荷量

3．4 沉积粉尘层的受力分析

3．4．1 范德华力和静电力

3．4．2 附着力

3．5 沉积粉尘的二次飞扬

3．5．1 二次飞扬

3．5．2 沉积粉尘粒子离板的条件

3．5．3 沉积粉尘粒子二次飞扬的运动方程

3．6 小结

第4章 沉积粉尘层临界振打加速度的计算

4．1 沉积粉尘层振打清灰数学模型

4．1．1 振打清灰理论研究的边界条件

4．1．2 粉尘离板过程数学建模

4．2 沉积粉尘层与收尘极之间的受力分析

4．2．1 电场吸附力以及静电力

4．3 临界振打加速度的计算

4．4 其他辅助清灰方式

4．4．1 声波清灰数学模型

4．5 小结

第5章 振打加速度影响因素分析与研究

5．1 CFD数值设计

5．2 沉积粉尘层颗粒轨迹建模仿真与分析

5．2．1 重整化群k-ε模型

5．2．2 几何模型

5．2．3 选择计算模型以及设置物理参数

5．2．4 结果与分析

5．3 振打加速度仿真与分析

5．3．1 不同粉尘比电阻对振打加速度的影响

5．3．2 不同沉积粉尘层初始厚度对振打加速度的影响

5．4 实验装置与结果分析

5．4．1 法向振打加速度与除尘效率的关系

5．4．2 不同振打加速度情况下，振打周期与除尘效率的关系

5．4．3 不同振打加速度情况下，振打周期与粉尘颗粒浓度的关系

5．5 小结

第6章 总结和展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果