微尺度颗粒撞击平板表面的动力学特性研究
发布时间：2022-01-11 03:21
微颗粒物的沉积现象广泛存在于日常生活和工业生产中。颗粒与壁面间的碰撞过程作为沉积现象的动力学本质和基础受到了越来越多的关注。国内外对颗粒与壁面的碰撞过程的研究虽然较为丰富,但是当颗粒处于微米尺度时,颗粒间的非弹性碰撞动力学的研究国际上较不成熟,尤其对煤灰颗粒撞击不锈钢表面后的动力学特性的预测更是少见报道。本文采用实验和建模相结合的方法,对微米颗粒撞击平板表面的动力学特性进行了系统、深入的研究。首先,对气流和平台温度在20℃～160℃范围内变化时二氧化硅颗粒与不锈钢表面的法向撞击过程进行了实验研究。实验采用高速摄像技术获得了不同温度条件下颗粒在撞击过程中的法向恢复系数随入射速度的变化规律,重点考察了温度、粒径及入射速度对颗粒碰撞后反弹特性的影响,分析了热泳力及流体曳力在碰撞过程中颗粒受力分析时可忽略的合理性,基于此对不同实验条件下的临界捕集速度进行了预测。其次,针对无粘附时颗粒与平板碰撞的法向动态碰撞过程,基于Hertz准静态接触模型,将塑性变形引起的能量损失作为唯一耗能机制,结合牛顿运动方程分阶段的建立了物理基础和数学推导更为严谨的颗粒与平板碰撞的动力学模型。基于此模型对颗粒的碰撞行为...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２成灰物质向换热管表面的输运机制??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｆｌｙ?ａｓｈ?ｏｎ?ｔｕｂｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｏｉｌｅｒｆ，６＾??
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图１．３?Ｌｏｓｕｒｄｏ等［２?
【参考文献】：
期刊论文
[1]PM2.5 in China:Measurements,sources,visibility and health effects,and mitigation[J]. David Y.H.Pui,Sheng-Chieh Chen,Zhili Zuo. Particuology. 2014(02)
[2]飞灰颗粒与平板表面撞击过程的实验研究[J]. 韩健,东明,李素芬,谢俊. 化工学报. 2013(09)
[3]矩形管边界层内亚微米颗粒运动热泳规律的实验研究[J]. 周涛,杨瑞昌,张记刚,赵磊,王世超,刘若雷. 中国电机工程学报. 2010(02)
[4]重庆市大气总悬浮颗粒物来源解析[J]. 陶俊,陈刚才,钟昌琴. 中国科学院研究生院学报. 2006(04)
[5]燃煤过程中颗粒物的形成机理研究进展[J]. 于敦喜,徐明厚,易帆,黄建辉,李庚. 煤炭转化. 2004(04)
[6]锅炉结渣机理及防结渣技术措施研究[J]. 池作和,周昊,蒋啸,岑可法. 热力发电. 1999(04)
[7]我国火电厂粉煤灰的化学成分特征[J]. 袁春林,张金明,段玖祥,王洁. 电力环境保护. 1998(01)
博士论文
[1]范德华力和静电力下的细颗粒离散动力学研究[D]. 柳冠青.清华大学 2011
[2]生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究[D]. 徐晓光.清华大学 2009
硕士论文
[1]上海市大气细颗粒物污染特征及评估体系研究[D]. 皮帅帅.上海交通大学 2014
[2]煤灰颗粒与平板表面冷态惯性撞击机理研究[D]. 韩健.大连理工大学 2013
[3]高温环境细颗粒惯性撞击沉积实验研究[D]. 孙奇.清华大学 2013
本文编号：3581984
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２成灰物质向换热管表面的输运机制??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｆｌｙ?ａｓｈ?ｏｎ?ｔｕｂｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｏｉｌｅｒｆ，６＾??
?响【９］。通常，积灰形成过程中成灰物质的输运机理分为惯性撞击、涡流扩散、热泳力扩??散、冷凝机理及化学反应等五个机制ｔｌＧ，ｎ］，见图１．２。通常大于１０Ｈｍ的飞灰颗粒由于??惯性大可直接与换热管受热面发生碰撞［１２］；而小的颗粒则在湍流或热泳力的作??用下运动到换热管受热面｜１３］。惯性撞击机制对飞灰沉积起主导作用，积灰中的绝大部分??质量份额来自惯性撞击的贡献％?１５］。但是，并非所有输运到换热器表面的颗粒都会沉??积，沉积与否取决于煤灰颗粒与采样表面的性质、碰撞前后的速度、碰撞角度及碰撞对??象表面的粗糙度等因素。因此，颗粒的壁面沉积本质为颗粒与表面的相互作用过程。??＾?Ｈｉｓｔｏｒｙ?Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ??Ｃｈ＞ｎａ?????８０??６０?！??４０?／??ｊｔ?Ｉｍｊｉａ??２〇?＾?Ｕｎｉｔｅｄ?Ｓｔａｌｅｓ????????——＾?Ｕｎｉｔｅｄ?Ｓｔａｔｅｓ?ｗｉｔｈ?ＣＰＰ??０??????＞???，??１９９０?２０００?２０１２?２０２０?２０３０?２０４０??Ｎｏｔｅ：?Ｄｏｔｔｅｄ?ｌｉｎｅｓ?ｓｈｏｗ?ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ?ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｕ?Ｓ．?Ｃｌｅａｎ?Ｐｏｗｅｒ?Ｐｌａｎ．??图１．１中国、美国、印度于１９９０年至２０４０年煤炭消费趋势??Ｆｉｇ．?１．１?Ｃｏａｌ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ
图１．３?Ｌｏｓｕｒｄｏ等［２?
【参考文献】：
期刊论文
[1]PM2.5 in China:Measurements,sources,visibility and health effects,and mitigation[J]. David Y.H.Pui,Sheng-Chieh Chen,Zhili Zuo. Particuology. 2014(02)
[2]飞灰颗粒与平板表面撞击过程的实验研究[J]. 韩健,东明,李素芬,谢俊. 化工学报. 2013(09)
[3]矩形管边界层内亚微米颗粒运动热泳规律的实验研究[J]. 周涛,杨瑞昌,张记刚,赵磊,王世超,刘若雷. 中国电机工程学报. 2010(02)
[4]重庆市大气总悬浮颗粒物来源解析[J]. 陶俊,陈刚才,钟昌琴. 中国科学院研究生院学报. 2006(04)
[5]燃煤过程中颗粒物的形成机理研究进展[J]. 于敦喜,徐明厚,易帆,黄建辉,李庚. 煤炭转化. 2004(04)
[6]锅炉结渣机理及防结渣技术措施研究[J]. 池作和,周昊,蒋啸,岑可法. 热力发电. 1999(04)
[7]我国火电厂粉煤灰的化学成分特征[J]. 袁春林,张金明,段玖祥,王洁. 电力环境保护. 1998(01)
博士论文
[1]范德华力和静电力下的细颗粒离散动力学研究[D]. 柳冠青.清华大学 2011
[2]生物质燃烧过程积灰形成机理的实验研究[D]. 徐晓光.清华大学 2009
硕士论文
[1]上海市大气细颗粒物污染特征及评估体系研究[D]. 皮帅帅.上海交通大学 2014
[2]煤灰颗粒与平板表面冷态惯性撞击机理研究[D]. 韩健.大连理工大学 2013
[3]高温环境细颗粒惯性撞击沉积实验研究[D]. 孙奇.清华大学 2013
本文编号：3581984
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