燃煤可吸入颗粒物在驻波声场中动力学特性的研究

摘要

为研究可吸入颗粒物PM2.5在声波场中的动力学特性,利用可视化技术建立研究颗粒物动力学特性的实验装置。采用电厂飞灰作为颗粒源,利用高速CCD摄像机动态地显微拍摄颗粒在水平声场中的运动轨迹,并结合数值方法理论模拟颗粒的运动轨迹。结果显示颗粒在驻波场的波节点处不振动、不飘移;波腹处只振动、不飘移;其余各点处的颗粒既振动、也向波节方向漂移,并与竖直方向的运动叠加,形成在声场中的运动轨迹。颗粒振动频率与声波频率相同,但因颗粒存在惯性,振动速度幅值小于声波速度幅值,且相位滞后。动力学特性的结果显示:振动使得颗粒在单位时间内扫过的面积大大增加,有利于颗粒间的碰撞团聚;漂移特性有利于颗粒间的碰撞和气流中颗粒的分离。