新型電除塵器數(shù)學(xué)模型的建立及仿真研究.pdf

1、近年來，全國各地霧霾天氣頻發(fā)，其危害已經(jīng)嚴重影響了人們的正常生活。要想減少大氣污染問題就要從根源處杜絕大氣污染物的排放。目前運用的常規(guī)方法包括機械除塵、濕式除塵、過濾除塵及電除塵器。電除塵器相比其他除塵設(shè)備阻力損失較小、能耗較低且能夠處理流量較大、溫度較高及具有腐蝕性的煙氣，在除塵領(lǐng)域受到廣泛的應(yīng)用和關(guān)注。
　　傳統(tǒng)電除塵器存在離子濃度低，對超微細粉塵捕集效率低下、體積龐大及一次性投資較高等問題，難以達到現(xiàn)在的粉塵排放標準。為了解

2、決傳統(tǒng)電除塵器存在的以上問題，本文采用單區(qū)式雙渦旋型極板電除塵器。這種新型電除塵器采用眾多橫向布置的雙渦旋型收塵極板，可有效提高荷電塵粒的碰撞機率及凝并效果。放電極位于每塊收塵極板的正前方和同排兩塊收塵極板間隙中間位置。同時，為了增加電除塵器內(nèi)的離子濃度，本文增大了電場風(fēng)速，減少離子的復(fù)合機率。新型電除塵器的粉塵荷電、凝并及收塵過程在一個區(qū)域內(nèi)完成，可有效減少除塵器的體積及制作成本。
　　數(shù)學(xué)模型的建立與分析是描述電除塵器內(nèi)部運行

3、規(guī)律的主要手段。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，對單區(qū)式雙渦旋型極板電除塵器進行了數(shù)學(xué)模型的建立，并首次確定了這種新型電除塵器的邊界條件，用MATLAB軟件進行編程模擬來探討單區(qū)式雙渦旋型極板電除塵器的一些客觀規(guī)律，從理論方面完善了單區(qū)式雙渦旋型極板的性能描述，為今后的研究及應(yīng)用做好鋪墊。本文的主要研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）本文對單區(qū)式雙旋渦型極板電除塵器內(nèi)塵粒荷電情況、電場分布、速度場分布、輸運過程進行了分析，建立了單區(qū)式雙旋渦型

4、極板電除塵器的數(shù)學(xué)模型；并根據(jù)該新型電除塵器的結(jié)構(gòu)特征，確立了新的合理的邊界條件：(此處公式省略)
　?。?）利用有限差分法對單區(qū)式雙渦旋型極板電除塵器的數(shù)學(xué)模型進行離散，并通過MATLAB數(shù)學(xué)軟件編程計算，最終得到了電場荷電、擴散荷電和綜合荷電情況、電場分布情況、驅(qū)進速度變化規(guī)律、電除塵器內(nèi)粉塵濃度變化規(guī)律及0-14μm范圍內(nèi)的不同粒徑除塵效率。并得出：當電除塵器入口處初始濃度為0.3g/m3、風(fēng)速為2m/s、粒徑為0-14μm

5、時單區(qū)式雙渦旋型極板電除塵器的模擬除塵效率為91.7％。
　?。?）通過實驗考察了單區(qū)式雙渦旋型極板電除塵器的伏-安特性曲線及外加電壓、風(fēng)速、初始粉塵濃度對除塵效率的影響。并在粉塵初始濃度為30.3g/m、風(fēng)速為2.03m/s時，將實驗所得分級除塵效率與模擬所得分級除塵效率進行對比。驗證結(jié)果表明：模擬所得結(jié)果略高于實驗所得結(jié)果，是因為實際實驗過程中，除塵效率受很多因素的影響，如粉塵的介電常數(shù)、氣體的成分、粘度、壓力、溫度等，而這些