外加條件聯(lián)合作用下超細顆粒團聚過程的數(shù)值模擬.pdf

1、在燃料燃燒過程中會產(chǎn)生大量的超細顆粒。這類顆粒尺寸小，數(shù)量多，對氣體跟隨性好，且富集重金屬等多種有害物質(zhì)，它們排入大氣后，會危害人體健康，并導(dǎo)致大氣能見度降低、酸雨、全球氣候變化、煙霧事件和臭氧層破壞等諸多環(huán)境問題。然而，目前常規(guī)除塵器對其清除效率都很低，因此，在傳統(tǒng)除塵器前設(shè)置預(yù)處理裝置，利用特殊的物理或化學(xué)作用使超細微粒團聚成較大顆粒，再用常規(guī)除塵器進行清除，從而達到控制超細顆粒排放的目的。 團聚是細顆粒在外力作用下相互碰撞

2、或粘附而聚結(jié)成較大顆粒的過程。本論文對超細顆粒在電場、聲場中團聚過程的機理和實驗研究過程以及團聚的數(shù)值模擬過程進行了全面的綜述。在此基礎(chǔ)上，文中針對超細顆粒在電場、聲場以及它們聯(lián)合作用下的團聚過程進行了數(shù)值研究，通過分析三種不同條件下的顆粒運動過程及團聚機理，分別建立了各自的團聚系數(shù)核函數(shù)模型，并將這些模型應(yīng)用于Sectional算法中以模擬三種外加作用下超細顆粒的團聚過程。在異極性荷電顆粒在交變電場中的團聚過程中，采用交變電場，能使帶

3、異極性電荷的粒子在電場中產(chǎn)生往復(fù)振動，極大地提高了團聚核函數(shù)，從而提高了超細顆粒的團聚脫除速度和效率。在聲場中，通過采用高強度聲場使顆粒之間產(chǎn)生相對運動，碰撞粘附在一起后形成較大一級的團聚物，這樣，在很短的時間內(nèi)，顆粒尺寸分布就會發(fā)生從小尺寸向大尺寸范圍的演變，易于從氣流中脫除掉。而在聯(lián)合作用中，顆粒在電場及聲場的共同作用下，產(chǎn)生振動碰撞，團聚形成較大的顆粒，這種團聚方式有效的降低了小顆粒的濃度，提高了對超細顆粒的清除效率。 通

4、過將模擬結(jié)果與文獻中實驗結(jié)果之間對比后發(fā)現(xiàn)，增加顆粒初始數(shù)目濃度、外場力的強度及作用時間等條件時，都能有效的增大三種力場作用下顆粒間的團聚效果。然而，如果一味的增加外力場的作用時間，雖然在短時間內(nèi)能提高團聚效果，但經(jīng)過一段時間后，團聚效果增長會明顯變慢，不利于整體的團聚。同樣，也不能一味的增加力場的強度，要通過綜合考慮團聚效果增加和能量消耗增加之間的平衡關(guān)系來選擇合適的強度。另外，聯(lián)合作用條件下的團聚趨勢與相同條件下只有聲場或者電場情況