粉尘颗粒在通风除尘管道内沉积的数值模拟

工业建筑通风除尘效果对工业生产有着重要的影响,研究粉尘颗粒在通风除尘管道内的沉积规律对工业生产具有重要意义。基于计算流体力学和气固两相流理论,使用fluent模拟软件对水平通风除尘管道内不同风速和粒径下的煤粉尘颗粒沉积规律进行数值模拟计算,模拟结果表明:随着粒径的增大,煤粉尘沉积率整体呈现快速增大的趋势;随着风速的增大,煤粉尘沉积率逐渐减小。管内风速从6m/s增大至20m/s期间,细颗粒(10-30μm)煤粉尘不同粒径的沉积率最大减小了3.0%-6.3%,风速的增大对粉尘沉积率无明显影响,煤粉尘颗粒在管道中沉积范围较宽,且无明显的变化规律;大颗粒(40-100μm)煤粉尘不同粒径的沉积率最大减小了8.4%-34.8%,风速的增大对粉尘沉积率影响较大,煤粉尘颗粒主要沉积在管道中后部区域和管道出口处,管道入口处有少量沉积。

钢铁企业粉尘颗粒污染物特点及除杂技术

钢铁冶炼过程中会产生大量烟气,经过除尘处理后得到冶金粉尘,该粉尘中存在着碳、钙、铁等有价元素,可通过资源化利用技术对其进行分离、回收。利用烧结对冶金粉尘进行回收,虽可以获得较可观的经济效益,却无法避免对烧结烟气污染物控制所造成的不利影响,要尽量降低粉尘中杂质所带来的有害影响就需要提前将其从冶金粉尘中分离出来,分离环节至关重要,因此根据钢铁冶金粉尘的特点,从粉尘杂质分离角度进行着重分析与研究。

高温气冷堆蒸汽发生器中粉尘颗粒的重悬浮特性

高温气冷堆的蒸汽发生器是一回路中关键的能量转换单元,也是放射性石墨粉尘沉积的主要场所。为了研究石墨粉尘的重悬浮特性,采用数值模拟方法计算高温气冷堆蒸汽发生器中的流场及换热温度场分布,基于颗粒多层递推模型和Rock'n'roll重悬浮模型建立多层微细颗粒重悬浮模型,结合数值模拟和多层微细颗粒重悬浮模型探讨气流摩擦速度、沉积层数、颗粒大小以及蒸汽发生器不同区域对石墨粉尘重悬浮特性的影响。结果表明:在蒸汽发生器各管段,流体的气流摩擦速度在换热管的迎风点和背风点附近处最小,在靠近内套管侧的点附近和靠近外套管侧的点附近最大;在气流的带动下,发生重悬浮的颗粒比例随颗粒沉积层数的增加而递减;粒径较小的颗粒更不容易发生重悬浮,需要达到一定的速度后才会发生“扬起”,在相同的气流摩擦速度条件下,粒径较大的颗粒起重悬浮率更大;反应堆运行功率越大,发生重悬浮的颗粒越多;相同功率水平下,从过冷段、泡核沸腾段、膜态沸腾段直至过热段发生重悬浮的颗粒比例依次逐渐增多。

雾化电晕放电净化粉尘颗粒物的研究进展

针对治理大气中黏性细小粉尘颗粒,传统静电除尘技术捕集效率低,在技术、经济上不能很好满足要求,而雾化电晕放电技术作为新型电除尘技术具有效率高、免清洗、适用性广、稳定性高等优势。通过阐述雾化电晕放电技术机理,对雾化电晕放电在除尘领域中的研究现状和应用成果进行综述,并对该技术的成果进行总结。

筛分车间内粉尘颗粒在气流中的受力分析及其运动轨迹的研究

文章对筛分车间内在气流中的粉尘进行了受力分析,并分析各力对粉尘运动轨迹的影响,在此基础上,建立了选煤厂筛分车间粉尘运动轨迹方程。通过计算得知在筛分车间内粉尘的运动扩散主要是受到气流曳引力、粘性阻力、虚假质量力、Basset力和旋转升力的作用。这将为选煤厂筛分车间的粉尘治理工程提供理论支持。

多场耦合作用下静电除尘器粉尘颗粒运动轨迹模拟

为了描述静电除尘器内流动特性以及粉尘颗粒的捕集过程,建立了气体流场、颗粒动力场与电场相互耦合作用的数学模型,构造了更贴近燃煤发电厂实际生产过程中的Rosin-Rammler粒度分布模型,讨论了多场耦合作用下不同工作电压、含尘气流入口速度对颗粒运动轨迹的影响。数值结果表明:随着工作电压的增高,逃逸粉尘的平均粒径呈现非线性递减的关系,粉尘颗粒向着收尘板方向偏移运动的趋势逐渐变强。此外,随着入口含尘气流速度的增大,出口处逃逸粉尘的平均粒径呈线性递增的关系,颗粒向收尘板电极方向偏移的趋势明显减弱。

双极荷电粉尘颗粒凝聚的初步研究

采取将含尘气体并行分别通过正负放电电场 ,然后再合二为一 ,空间大尺度范围依靠湍流输运 ,近距离依靠库仑力及范德瓦力的双极荷电凝聚方式 ,以滑石粉和锅炉飞灰为实验粉尘 ,初步研究了气流速度、含尘浓度、正负放电强度配合等因素对凝聚效率的影响 ,得到了双极荷电可使沉降收集效率提高约 10 %的静电凝聚效果。

多层喷雾洗涤塔对粉尘颗粒的脱除特性

通过搭建多层喷雾洗涤塔实验台,研究了液气体积比、塔内气体平均流速、粉尘浓度、喷雾压力等操作参数对除尘效率的影响规律。研究结果表明:洗涤塔内喷雾层数对除尘效率的影响最为显著,与传统的单层相比,除尘效率可以提高15%以上,并且入口粉尘浓度的变化对其除尘效率的影响较小。增大喷雾压力可以有效提升除尘效率,当喷雾压力为0.5~0.6MPa时除尘效率变化趋于稳定。在相同操作参数下,适当降低气体在塔内平均流速有利于提高洗涤塔的除尘效率,对于三层喷雾洗涤,最佳的气体塔内平均流速为0.6~0.8m/s。当喷雾压力为0.6MPa、塔内气体平均气速为0.6m/s、液气体积比为5.27的条件下,三层喷雾除尘的效率可以达到98.3%。

管式电除尘器中粉尘颗粒运动轨迹的数值模拟

对管式电除尘器中的气固两相流动流场进行数值模拟 ,实质上是研究粉尘颗粒在有电场力作用下的运动轨迹。计算中 ,将气相作为连续介质 ,采用 K- ε双方程湍流模型 ,并用 SIMPL E算法对流场进行数值模拟 ;将固相作为离散体系 ,采用颗粒轨迹法计算其运动轨迹。计算时分别选取 4种电压、4种气流速度和 4种颗粒直径为计算工况 ,计算结果显示出颗粒运动特性和除尘效率 ,并指出其与电压、气流速度和颗粒粒径等 3个主要因素相关。计算结果与实验较为一致 ,表明文中提出的理论模型可用于管式电除尘器中颗粒运动的数值模拟 。

低低温系统中粉尘颗粒团聚特性研究

由于低低温条件下粉尘颗粒物的团聚效应,实际运行中低低温省煤器和电除尘器容易出现积灰堵塞问题。本文搭建固定床吸附实验台,研究了颗粒物吸附硫酸酸雾后的团聚现象,以及各因素对团聚的影响程度。结果表明:吸附反应后单个颗粒物存在4种表面形态,颗粒物间存在4种团聚形态;硫酸酸雾在颗粒物表面产生一层液膜,使颗粒物间黏附力增强,强化了团聚效果;初始阶段主要发生小颗粒在大颗粒表面的黏附以及小颗粒之间的凝并,随后发生大颗粒之间的团聚;温度降低会提升颗粒物团聚的效果,但提升程度与吸附时间有关;在低低温系统中,温度的小幅变动将会引起团聚效果很大的改变;随着颗粒物粒径的增大,颗粒物的团聚效果减弱,粒径增大至91μm以上时几乎不发生团聚。

粉尘颗粒物对祁连山老虎沟冰川融水理化性质的影响

基于2012年消融期6-9月在祁连山老虎沟12号冰川采集冰川融水径流样品,分析探讨冰川融水中粉尘颗粒物对融水理化性质的影响。结果表明,粉尘特征在消融期的变化很好地反映了冰川消融过程,融水中粉尘浓度和粒径众数在冰川强烈消融期的7月份表现为最高。粉尘体积粒径分布主要包括大气气溶胶超细颗粒（0-3.0μm,主要为PM 2.5）,大气粉尘颗粒（3.0-20μm）,以及局地源的粗颗粒（20-100μm） ;对雪冰消融释放的粉尘部分（3.0-20μm）粒径分布正态拟合结果说明,融水中粉尘颗粒物有很大部分来源于积雪中的粉尘运移所致。同时,融水中化学离子相对组成及其浓度消融期变化都与粉尘有较好的一致性,意味着粉尘对融水化学要素有重要影响。此外,pH值和电导率（EC）消融期的变化也反映了粉尘对融水物理指标的影响。在粉尘浓度较高时,融水pH值和电导率也表现出高值;融水径流中的悬移质颗粒物 （SPM） 浓度和溶解质固体（TDS）浓度具有较为一致的变化过程。

湿式电除尘器粉尘颗粒流动特性数值模拟

以某电厂220 MW机组燃煤锅炉湿式电除尘器为对象,运用计算流体动力学(CFD)数值模拟的方法,研究了湿式电除尘器4个电场的烟气流量和除尘效率分布特性,重点分析了粉尘颗粒在湿式电除尘器电场和出口烟道内部的分布情况。结果表明:烟气流量分配不均会导致电场除尘效率存在差异,电场烟气量越大,除尘效率越低;导流板不能同时有效调节烟气和粉尘颗粒的流动特性;粉尘颗粒质量浓度在湿式电除尘器出口烟道内分布不均,会导致粉尘排放连续监测系统数据失真;采用多点测量取平均值的方法可得到真实的湿式电除尘器粉尘颗粒排放情况。

粉尘颗粒的形成机制与影响因素

通过测定沉积物粒度来获取环境信息已经成为环境变化研究的常规手段之一,多组分分离的方法也逐渐被广泛采用,但对于粒度分布中不同组分的成因存在着不同的看法。Alfaro的碰撞理论认为当母质所遭受的碰撞能量大于母质中集合体的内聚力时,能够产生与之对应的特征组分,即特定的风速能量决定了特定组分的形成。为了对Alfaro碰撞理论进行论证检验,研究选择屏蔽了搬运分选过程、纯经机械碰撞形成的岩石碎屑和粮食表面附着物,进行粒度分析。分析发现:1)不论无机质组成的岩石还是有机质组成的粮食,其颗粒粒径主要受控于母质成分,且粒度分布均具有与种类密切相关的特征。2)虽然少部分物质的粒度分布也存在Alfaro风洞实验中出现的中值粒径较稳定的组分,但其碰撞理论很难解释大量的不相符现象和各种物质种内差异小于种间差异等现象。证明了粉尘颗粒的粒径与其物质成分特点存在密切联系,而与外界碰撞过程没有直接对应关系,能量碰撞作用并不能直接导致粉尘颗粒优势组分的形成。因此,本研究认为形成粉尘不同粒度组分的影响因素是多方面的,其中风力(能量)只是其中之一,起尘区和降尘区的大气动力条件、粉尘在搬运过程中的分选作用以及粉尘的形成母质性质和环境都是影响粉尘粒径多组分特征的重要因素。

切削过程中悬浮粉尘颗粒的空间分布特性研究

在分析切削粉尘产生和扩散机理及其影响因素的基础上,提出使用粉尘浓度分布的相对指标来描述悬浮粉尘颗粒空间分布特性。通过对典型材料的车削实验,测得不同切削速度的机床附近若干空间点的粉尘浓度;对实验数据进行二维三次插值处理,获得直观的粉尘浓度分布等值线图;计算了不同方向间和同方向不同距离处粉尘浓度的变异系数。通过数值分析发现,在低速切削时粉尘浓度分布具有明显方向性和浓度梯度,而在高速切削时粉尘浓度分布在各方向上相对均匀,且浓度梯度小。上述研究结果可为粉尘空间的粉尘控制提供参考。

火灾烟颗粒群和粉尘颗粒光散射特征比较研究

文章利用离散偶极子近似方法(DDA),计算了服从一定粒径分布的随机取向的烟颗粒群和粉尘颗粒的光散射Muller矩阵,比较了两者归一化光散射矩阵元素随散射角分布的差异。结果表明,烟颗粒群和粉尘颗粒的归一化光散射矩阵元素随散射角的分布存在显著差异。

一种新型电-袋复合除尘器的粉尘颗粒运动规律分析

针对一种新型电-袋复合除尘器,对环形电场中的粉尘颗粒受力及运动规律进行研究。忽略粉尘颗粒形状等因素的影响,把粉尘颗粒视为理想球体,不考虑复杂流态,把气流视为层流。通过列表计算,对不同颗粒直径和电场风速条件下颗粒所受离心力与其所受静电力进行对比。结果表明,颗粒直径大于或等于10 μm且电场风速达到10m/s以上时,离心力和静电力才能对粉尘颗粒的收集起协同作用。

激波后地面粉尘颗粒起扬运动的数值模拟

采用激波坐标下的边界层模型与Lagrangian坐标下的粉尘颗粒运动方程,数值模拟了平板壁面上粒径为20～60μm、密度为1400～1710kg/m^3的粉尘颗粒在马赫数为1.05～1.8的激波作用下所发生的起扬运动。发现激波后气流边界层内的速度梯度是颗粒起扬的主要启动因素,惯性是决定颗粒扬起高度的重要原因,数值计算的结果与实验数据有较好的一致性。

电除尘器斜射流对粉尘颗粒沉降影响的数值模拟

电除尘器是火电厂中主要的除尘装置,运用多孔介质模型模拟气流分布板,通过调整气流分布板的开孔率,形成较好的斜射流,采用双流体模型中的混合模型对斜射流流型下的PM2.5进行数值模拟,并对比了斜射流和均匀气流两种流型下PM2.5的体积分数,得出斜射流可以提高电除尘器对PM2.5的除尘效率。

爆破粉尘颗粒物运动过程的力学分析

以单孔爆破为例，研究柱装炸药爆破时产生的粉尘颗粒物和爆生气体的相对运动过程，分别在冲击运动阶段、蘑菇云形成阶段和扩散运动阶段对粉尘颗粒物进行受力分析，讨论爆破方式及水平风场对运动过程的影响，并在此基础上分别建立爆破粉尘在铅直方向。

喷雾降尘对蛋鸡舍粉尘颗粒物和细菌含量的影响

本研究采用重量法(GB/T 15432-1995)、自然沉降法空气微生物检测/细菌总数测定(GB/T18204.1-2000),旨在探讨通过喷雾降尘前后,蛋鸡舍不同位点颗粒物和细菌含量的分布与变化,试验结果表明,粉尘颗粒物在中间位置浓度最高,而菌落数在出风口处最多,喷雾降尘可有效降低粉尘颗粒物浓度和细菌含量,对做好鸡舍疫病防控与传播具有一定的指导意义。