声场与射流耦合作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究
发布时间：2021-02-01 06:10
可吸入颗粒物是指通过口鼻进入人体呼吸道的颗粒物总称,通常指粒径小于10μm的颗粒物。该颗粒物对人类和环境的危害极大,而传统的除尘器捕集该类颗粒的效率却很低。利用可吸入颗粒的粘附特性,施加外场作用,使颗粒物发生团聚,可吸入颗粒平均粒径增大后容易被电除尘器等常规设备从携带气体中清除。因此可吸入颗粒物团聚作为一种预处理方法具有操作简单、效率较高、成本低廉,有望获得工业上的应用。本文利用流体力学软件FLUENT6.3对颗粒在流场中的运动轨迹进行模拟,分析颗粒在流场中的分布。建立了可吸入颗粒声场与射流耦合团聚实验设备,系统研究可吸入颗粒在声场、射流及声场与射流耦合作用下的冷态团聚特性。采用颗粒群动力学方程对颗粒碰撞团聚演变过程进行模拟计算,并与实验结果相比较。采用颗粒轨道模型模拟颗粒在流场中的运动轨迹,首次通过动量方程将声场引入模型中,声场作用使颗粒在团聚室内分布不均匀性增加,某些区域产生聚集。声场对小颗粒夹带速度高于对大颗粒的夹带速度。湍流射流团聚过程中,颗粒与湍流射流气体相互作用,不同粒径颗粒从湍流射流流场中获得能量不同,导致颗粒运动速度随颗粒粒径增大而减小。声场与射流耦合团聚过程中,射流与...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
燃煤转化为气态物质及飞灰示意图
[22]图 1-2 除尘设备对细颗粒的收集效率Fig. 1-2 Capture efficiency of current filters下可吸入颗粒团聚对可吸入颗粒物的排放控制效果不明显，因而，的可吸入颗粒控制技术。由于传统除尘设备对可，如果能够利用可吸入颗粒物粒径小而比表面积，便可以在传统除尘器中进行有效脱除，减少烟和工业过程中广泛存在。用利用声场能量使气溶胶中可吸入颗粒物发生团聚度变少，容易被电除尘器、布袋除尘器等常规设聚作为预处理过程能够提高整个系统的除尘效率运动具有一个显著的特点，悬浮于气流中的小颗
?啪圩爸茫?ü?个专门设计的传感器来控制声强大小如图1-3所示，声波工作频率选择为在10 kHz或20 kHz，实验研究表明高频声波同样能够有效促进颗粒团聚。课题组中Rodriguez-Maroto等[51]在10 kHz和20 kHz的高频声场下进行了一系列声团聚效率的实验，结果表明当传感器的数量相同（400 W），20 kHz时静电除尘器出口烟气中颗粒质量浓度、微米级颗粒浓度和亚微米级颗粒浓度分别减少了37％、42％、39％；而10 kHz时则为32％、37%、39％。Riera-Franco等[53]研究了2种频率（10kHz、20kHz）声波作用下，湿度对于柴油机排放尾气中亚微米颗粒清除效果的研究，结果表明适当的湿度可以增加尾气中0.02-0.7 μm亚微米颗粒的清除，10 kHz的声场对干烟气颗粒没有清除作用，而6％湿度时颗粒减少8％；20kHz的声场中6％湿度能使颗粒减少56％。图 1-3 压电陶瓷换能器为声源的声波团聚室[48]Fig.1-3 Acoustic agglomeration chamber with sound source of piezoelectric ceramic transducer[30]Hoffmann 等 报道了常压高温(550℃)环境中燃煤飞灰在吸附剂和声场共同作用下的团聚过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃煤飞灰超细颗粒物声波团聚清除的实验研究[J]. 陈厚涛,赵兵,徐进,沈湘林. 中国电机工程学报. 2007(35)
[2]燃煤可吸入颗粒物声波团聚效果的实验研究和数值分析[J]. 姚刚,赵兵,沈湘林. 热能动力工程. 2006(02)
[3]燃烧超细颗粒声波团聚的谱分布数值模拟[J]. 姚刚,盛昌栋,杨林军,沈湘林. 燃烧科学与技术. 2005(03)
[4]质量浓度比对气固两相圆湍射流影响的实验研究[J]. 蔡丹云,郑水华,樊建人,岑可法. 动力工程. 2005(03)
[5]基于分形的超细颗粒声波团聚数值模拟[J]. 姚刚,沈湘林. 东南大学学报(自然科学版). 2005(01)
[6]煤燃烧中可吸入颗粒物的形成及其控制研究现状[J]. 隋建才,徐明厚,丘纪华,韩军. 热力发电. 2004(12)
[7]“十一五”中国经济发展的能源约束及数据分析[J]. 领导决策信息. 2004(31)
[8]城市颗粒物污染来源与特性分析[J]. 吴雷,王慧. 干旱环境监测. 2003(03)
[9]应用不同紊流模型的二维横向射流传热数值模拟研究[J]. 吴海玲,陈听宽,罗毓珊. 西安交通大学学报. 2001(09)
[10]圆射流在非恒定横向流中的掺混扩散[J]. 夏丽萍,林杰明,杨志峰,王金生. 水利学报. 2001(05)
本文编号：3012311
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
燃煤转化为气态物质及飞灰示意图
[22]图 1-2 除尘设备对细颗粒的收集效率Fig. 1-2 Capture efficiency of current filters下可吸入颗粒团聚对可吸入颗粒物的排放控制效果不明显，因而，的可吸入颗粒控制技术。由于传统除尘设备对可，如果能够利用可吸入颗粒物粒径小而比表面积，便可以在传统除尘器中进行有效脱除，减少烟和工业过程中广泛存在。用利用声场能量使气溶胶中可吸入颗粒物发生团聚度变少，容易被电除尘器、布袋除尘器等常规设聚作为预处理过程能够提高整个系统的除尘效率运动具有一个显著的特点，悬浮于气流中的小颗
?啪圩爸茫?ü?个专门设计的传感器来控制声强大小如图1-3所示，声波工作频率选择为在10 kHz或20 kHz，实验研究表明高频声波同样能够有效促进颗粒团聚。课题组中Rodriguez-Maroto等[51]在10 kHz和20 kHz的高频声场下进行了一系列声团聚效率的实验，结果表明当传感器的数量相同（400 W），20 kHz时静电除尘器出口烟气中颗粒质量浓度、微米级颗粒浓度和亚微米级颗粒浓度分别减少了37％、42％、39％；而10 kHz时则为32％、37%、39％。Riera-Franco等[53]研究了2种频率（10kHz、20kHz）声波作用下，湿度对于柴油机排放尾气中亚微米颗粒清除效果的研究，结果表明适当的湿度可以增加尾气中0.02-0.7 μm亚微米颗粒的清除，10 kHz的声场对干烟气颗粒没有清除作用，而6％湿度时颗粒减少8％；20kHz的声场中6％湿度能使颗粒减少56％。图 1-3 压电陶瓷换能器为声源的声波团聚室[48]Fig.1-3 Acoustic agglomeration chamber with sound source of piezoelectric ceramic transducer[30]Hoffmann 等 报道了常压高温(550℃)环境中燃煤飞灰在吸附剂和声场共同作用下的团聚过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃煤飞灰超细颗粒物声波团聚清除的实验研究[J]. 陈厚涛,赵兵,徐进,沈湘林. 中国电机工程学报. 2007(35)
[2]燃煤可吸入颗粒物声波团聚效果的实验研究和数值分析[J]. 姚刚,赵兵,沈湘林. 热能动力工程. 2006(02)
[3]燃烧超细颗粒声波团聚的谱分布数值模拟[J]. 姚刚,盛昌栋,杨林军,沈湘林. 燃烧科学与技术. 2005(03)
[4]质量浓度比对气固两相圆湍射流影响的实验研究[J]. 蔡丹云,郑水华,樊建人,岑可法. 动力工程. 2005(03)
[5]基于分形的超细颗粒声波团聚数值模拟[J]. 姚刚,沈湘林. 东南大学学报(自然科学版). 2005(01)
[6]煤燃烧中可吸入颗粒物的形成及其控制研究现状[J]. 隋建才,徐明厚,丘纪华,韩军. 热力发电. 2004(12)
[7]“十一五”中国经济发展的能源约束及数据分析[J]. 领导决策信息. 2004(31)
[8]城市颗粒物污染来源与特性分析[J]. 吴雷,王慧. 干旱环境监测. 2003(03)
[9]应用不同紊流模型的二维横向射流传热数值模拟研究[J]. 吴海玲,陈听宽,罗毓珊. 西安交通大学学报. 2001(09)
[10]圆射流在非恒定横向流中的掺混扩散[J]. 夏丽萍,林杰明,杨志峰,王金生. 水利学报. 2001(05)
本文编号：3012311
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