多氣載細(xì)顆粒熱泳沉積研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求不斷增加，能源利用帶來的環(huán)境污染問題已經(jīng)越來越嚴(yán)重。核電站事故工況下釋放的放射性氣溶膠及火電廠煙氣排放中的灰塵，嚴(yán)重影響人類和環(huán)境的健康。無論在核電站還是火電廠中，排放出來的細(xì)顆粒都是伴隨著具有一定溫度場(chǎng)的混合氣體擴(kuò)散、沉積。因此，研究多氣載條件下細(xì)顆粒沉積運(yùn)動(dòng)具有重要的實(shí)際意義。本文采用理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法對(duì)多氣載細(xì)顆粒熱泳沉積運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析。首先，搭建了多氣載條件下窄矩形通道實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)中考慮

2、了不同混合氣體、入口溫度、流量參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)內(nèi)細(xì)顆粒的運(yùn)動(dòng)的影響，分別測(cè)量了管道內(nèi)顆粒的粒徑分布、軸向平均速度、軸向脈動(dòng)速度、徑向平均速度、徑向脈動(dòng)速度。隨后，對(duì)Francisco J.Romay熱泳沉積公式進(jìn)行了修正，建立了多氣載細(xì)顆粒熱泳沉積模型。通過計(jì)算分析了不同介質(zhì)中，粒徑、主流溫度和流量對(duì)顆粒熱泳沉積的影響。最后，結(jié)合理論計(jì)算數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)多氣載細(xì)顆粒熱泳沉積運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:介質(zhì)物性和溫度梯度是影響顆粒在介

3、質(zhì)中發(fā)生沉積的關(guān)鍵因素，介質(zhì)物性又直接影響溫度梯度的變化。其中導(dǎo)熱系數(shù)、定壓比熱和粘度的增大都有利于介質(zhì)溫度梯度的發(fā)展;無論在哪種介質(zhì)中，隨著流體主流溫度的增大，顆粒的熱泳沉積效率不斷增大，隨著流體流量的增加，熱泳沉積的效率不斷減小;當(dāng)粒徑在0.1μm-15μm范圍內(nèi)時(shí)，顆粒在空氣、空氣與CO2混合物中，熱泳沉積效率隨顆粒粒徑的減小而增大，而顆粒在空氣與He混合物中，熱泳沉積效率隨顆粒粒徑的增大而增大;顆粒的徑向速度是影響顆粒熱泳沉積的