外加液滴条件下固体细颗粒声凝并特性

外加声场激励下固体细颗粒的声凝并在燃烧污染物超低排放中具有应用潜力,添加大粒径液滴有望提高细颗粒声凝并效果.本文从颗粒运动、碰撞、凝并与反弹的动力学过程出发,基于直接模拟蒙特卡罗方法,建立气相中液滴与固体颗粒共存的气-液-固三相体系的声凝并模型,对外加液滴条件下固体细颗粒声凝并的过程和效果开展数值模拟.将模拟结果与实验相对比,验证模型可靠性.在此基础上,探究外加液滴条件下细颗粒声凝并动力学行为,考察外加液滴直径和数目浓度对细颗粒声凝并效果的影响规律.结果表明,外加液滴条件下,固体细颗粒迅速与大粒径液滴凝并,形成液-固混合相颗粒,细颗粒凝并效率显著提升.外加液滴直径和数目浓度是影响细颗粒声凝并的重要因素,随着直径的增大或数目浓度的提高,细颗粒凝并效率增大,而增幅趋于减小.研究结果可为复杂颗粒系统凝并模型的建立提供理论基础,并可为燃烧源细颗粒超低排放提供方法指导.

双模态颗粒声凝并微观行为的数值模拟

考虑颗粒间多种相互作用机理及颗粒碰撞后的凝并与反弹机制,建立声凝并微观动力学模型,对大粒径外加颗粒及两个邻近的亚微米细颗粒之间的声凝并微观行为进行数值模拟研究。结果表明,双模态颗粒声凝并行为主要表现为外加颗粒仅与一个细颗粒发生凝并,以及外加颗粒先后与两个细颗粒发生凝并,声尾流效应、重力沉降作用是双模态颗粒声凝并的重要机理。随着外加颗粒初始位置与波节间距的增大,外加颗粒与较近细颗粒的平均凝并时间变化很小,两者形成的团聚体与较远细颗粒的平均凝并时间显著缩短;外加颗粒距离波节很近时,其仍能与较近的细颗粒发生凝并。对于外加颗粒与较近细颗粒以及两者形成的团聚体与较远细颗粒的凝并,随着外加颗粒直径的增加,平均凝并时间显著缩短,凝并概率先增加而后趋于恒定。

燃煤锅炉烟气中可吸入颗粒物的声凝并研究

可吸入颗粒物排放控制技术是现阶段的一个研究热点，声凝并是一种新型的控制燃煤锅炉可吸入颗粒物排放的方法之一．在内壁光滑的圆筒反应器中，利用压电换能器产生行波可以对小颗粒产生凝并作用．凝并效率受到凝并时间、声强、声波频率以及烟气温度等因素的影响．在1—2．5kHz范围内，1．5kHz是较好的声波频率；在同一频率下，随着声强的增加，凝并效率会相应提高，同时能耗也增加；随着温度的升高，凝并效率也逐渐增加；对于PM2.5来说，最佳凝并时间为3．3s，凝并效率可达60％以上．

细颗粒物的声凝并数值模拟研究进展

采用数值模拟方法研究细颗粒物的声凝并具有实验研究无法比拟的灵活性和经济性,是获得声凝并微观机理和宏观效果的重要途径之一。本文对国内外相关研究进展和现状进行评述,介绍了细颗粒物声凝并的同向作用机理、流体力学作用机理、声致湍流机理,阐述了声凝并数值模拟的区域算法、矩量法、蒙特卡罗方法,指出考虑各凝并机理之间的耦合,利用多重蒙特卡罗方法结合可视化编程技术,对声凝并过程进行可视化数值模拟是声凝并数值模拟研究的重要发展方向。

基于声凝并的PM_(2.5)脱除技术研究进展(Ⅰ):声凝并预处理技术

声凝并是控制PM_(2.5)排放的重要预处理措施,经声凝并后颗粒粒径分布向大粒径方向迁移,从而促进后续除尘装置将颗粒脱除.回顾了国内外声凝并技术的研究进展,分析了目前声凝并技术研究存在的问题,指出今后对PM_(2.5)声凝并脱除技术的研究重点和方向,旨在为经济、高效的燃烧源PM_(2.5)排放控制技术的研究和开发提供参考.

基于声凝并的PM_(2.5)脱除技术研究进展(Ⅱ):声凝并与其他机制联合作用

声凝并机理单独作用对于粒径细微的PM_(2.5)脱除效率有限,并且提高颗粒声凝并脱除效率需要以高能耗为代价.为经济、高效地控制PM_(2.5)的排放,声凝并与其他机制联合作用下PM_(2.5)脱除技术得到发展.介绍了声凝并与其他机制(如电场、外加颗粒、蒸汽、湍流射流、离心力)联合作用下PM_(2.5)凝并脱除技术的理论依据、研究现状、存在的问题.基于此,指出今后对基于声凝并的联合作用下PM_(2.5)脱除技术的研究重点和方向.

声凝并中颗粒间相互作用研究进展

声凝并是细颗粒物(PM2.5)排放控制的重要技术途径,其通过外加声场作用促进PM2.5发生碰撞凝并,使得颗粒数目减少、粒径增大,从而提高后续除尘装置的效率。对声凝并中颗粒间的相互作用机理,包括同向相互作用、声尾流效应、互辐射压力效应、互散射效应的相关研究进行总结和评述,结合声凝并技术在PM2.5排放控制中的应用,指出已有研究在理论模型和实验观测上存在的问题,进而提出今后的研究应在实验方法上进行创新,发展出能够跟踪微米和亚微米尺度PM2.5颗粒或颗粒团相互作用过程细节信息的实验手段,为理论模型的实验验证提供数据支撑;同时应进一步发展理论模型,从而在模型验证的基础上,充分发挥数值模拟的优势,全面识别声凝并中颗粒间相互作用的动力学行为。

声凝并联合雾化预处理及其在过滤除尘中的应用

根据声凝并理论和雾化湿式除尘理论,建立了燃煤飞灰在声场联合雾化加湿作为预处理的过滤式除尘实验装置。分别在声场、雾化加湿、声场与雾化加湿相结合3种预处理条件下进行实验,确定合适的加湿量范围,得出不同条件下燃煤飞灰的去除效果。在声场联合雾化加湿条件下,分别研究了声压级和雾化加湿量对飞灰的去除率的影响。结果表明,声场和雾化加湿联合作用能有效提高燃煤PM2.5去除率。以声场联合雾化加湿作为预处理进行过滤除尘实验,结果表明,虽然对高效滤料的除尘效率提高作用有限,但是该预处理可减轻滤袋负荷,有效延缓压差增长,降低清灰频率。由于采用表面覆膜滤材,加湿量控制得当可避免产生"糊袋"现象。

驻波声场中细微颗粒凝并的数值模拟

为揭示燃烧源细微颗粒的声凝并机理与效果,采用数值模拟方法对水平驻波声场作用下细微颗粒的运动和凝并特性进行研究.通过实验对细微颗粒运动特性数值模拟结果进行验证,基于多重蒙特卡罗(mu lti-MonteCarlo)方法的硬球模型研究细微颗粒之间的凝并.结果表明:在极短时间内,颗粒粒径分布发生显著改变,团聚现象明显;颗粒在声场中的停留时间对团聚的发生有重要影响;增大细微颗粒浓度,团聚发生强烈;采用高强度声场,是提高团聚效果的有力措施.

声凝分析仪的临床应用

声凝分析仪系通过次声频率振动而感知血凝块形成过程中的阻尼变化,并以血凝图方式表达,可揭示凝血过程、血小板(PLT)功能及纤溶系统有无异常,从而对止血功能进行定性和半定量分析。

凝并技术

凝并技术是采用预荷电的方法,荷电后的颗粒通过颗粒间的惯性碰撞、颗粒扩散、空间电荷力、颗粒间的异极性吸引、颗粒间或颗粒与壁面的象力使微细粒子凝并成较粗的粒子后来加以去除。凝并技术中,研究最多的是声凝并和电凝并。技术缘起传统电除尘器,主要靠颗粒荷电被吸附而脱除,但1μm附近的颗粒物处在场荷电和扩散荷电混合区,其荷电能力很差,难以去除。

细颗粒物凝并技术机理的研究进展

凝并技术是提高烟气中细颗粒物(PM2.5)去除效率的关键技术之一。凝并机理的研究有利于加深对细颗粒物凝并过程的理解,最大限度地提高PM2.5的凝聚速度,使PM2.5在较短的时间内团聚成大颗粒。本工作对电凝并、化学凝并和声凝并3种凝并效果显著的凝并技术机理进行概述,分别介绍了电凝并机理的核心电凝并系数方程,不同化学添加剂对颗粒的作用机制,同向运动、流体力学和声致湍流作用下的声凝并机理的发展现状。阐述了现有研究的不足,并提出在后续凝并机理的研究中,可利用高速显微摄像技术实时观测颗粒的凝并过程,对已有凝并机理进行验证及修正。同时还需考虑实际烟气成分对颗粒凝并的影响,进一步完善颗粒的凝并机理。要点:(1)总结了细颗粒物电凝并系数方程。(2)介绍了添加剂对细颗粒物化学凝并的作用机制。(3)介绍了同向运动、流体力学作用和声致湍流下的声凝并机理。

低频声波作用下微液滴沉降实验研究

声凝并被认为是一种潜在的消雾、大气凝胶去除技术.本文设计室内实验,研究了微液滴在高强度平面声场中的粒径动态响应及声致凝聚行为.结果表明,声波频率显著影响微液滴的特征粒径,对于特征粒径D90,即小于该粒径的体积占总体积的90%,最佳声波频率为60Hz,粒径响应平衡时间为45s.当声波频率为100Hz,平均声压级为124dB,声场行程为1.5m,雾化通量为24g/min时,微液滴特征粒径D90在声波作用后呈现出稳定增大趋势,平均增大29μm.声波频率、声压级、声场行程、雾化通量是影响微液滴特征粒径的关键因素,除声波频率外,均与特征粒径增量呈线性正相关关系.