静电除尘器多相流机理研究

发布时间：2018-04-05 11:05

本文选题：静电除尘器　切入点：荷电气固两相流　出处：《西安建筑科技大学》2015年硕士论文

【摘要】：静电除尘器是重要的环保设备,随着环保工作的不断深入,现有静电除尘器的收尘效率亟待提高,气流分布是影响静电除尘器除尘效率的重要因素。除尘器中含尘气体的运动是复杂的三维气固两相流,本论文基于气固两相流理论,以计算流体力学为基础,构建较完备的静电除尘器多相流三维模型,深入分析静电除尘器电晕电场的场效应以及含尘气体流动特性。主要研究内容和结论如下:(1)荷电两相流运动方程建立。基于气固两相流的基本理论,对荷电气固两相流理论进行了系统总结和分析,基于荷电两相流中荷电粒子受力的分析,运用雷诺输运原理,构造适用于荷电两相流的雷诺输运方程组,据此推导出荷电气固两相流中的连续相与离散相的连续性方程、能量方程及动量方程,建立了荷电气固两相流动的基本方程。(2)静电除尘器电晕电场特性模拟仿真。通过对电势泊松方程和电流连续性方程的耦合求解,来分析不同电极结构(线板式和芒刺板式)下的伏安特性、电场强度以及电流密度分布特性,将MATLAB软件数值模拟结果与文献中实验结果进行对比验证,相对误差小于5%,证明仿真方法可行。仿真结论如下:①电场强度和电流密度的分布均表现为电晕线表面处值最大,离开电晕区后迅速降低,至相邻两根电晕线的中间处降为零,在放电空间的其他区域分布较均匀;②电晕起晕电压随线线间距减小而升高,线线间距增大时,伏安特性曲线会向左上移动。即当线板上的电压相同时,线线间距越大,电流密度越高;当线线间距增加时,伏安特性曲线会向右上偏移。即当线线上的电压相同时,线板间距越大,电流密度越小;③在线线间距(18cm),线板间距(25cm),高电压(60kV)条件下,电流密度均方根δ与最大相对误差△max最小,电流密度分布均匀。(3)静电除尘器多相流三维模型建立。调整气流分布板和电晕电场获得不同工况下气流瞬态流场信息,流场特性变化分析结果表明:?电晕线周围会产生两个旋度相反的旋涡,旋涡会对粉尘颗粒的运动产生显著影响,旋涡大小随电晕线数量的增加而减小。?根据受力不同可以把空间电场分为离子风作用显著的荷电区与电场力作用显著的推动区两部分。在荷电区,粉尘颗粒受旋涡影响比较大。在旋涡内,距离电晕线越近离子浓度越高,粉尘颗粒越容易荷电。旋涡强度较大,已荷电颗粒会进入到气流分布比较均匀的推动区;而在推动区,荷电颗粒受到电场力作用向收尘极板运动,被吸附捕集。
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【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X701.2

【参考文献】