工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)研究的現(xiàn)狀與展望

1、<p>　　工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)研究的現(xiàn)狀與展望</p><p>　　【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)格化，電除塵器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。在以往很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，電除塵器的設(shè)計(jì)基本上基于長(zhǎng)期以來(lái)所積累的經(jīng)驗(yàn)。而在電除塵器中，電場(chǎng)和流體場(chǎng)之間、以及它們與濃度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等其它性質(zhì)的場(chǎng)之間，這些場(chǎng)之間相互作用，相互影響，共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)的綜合體，給理論上研究分析電除塵器中場(chǎng)的精確分布帶來(lái)一定

2、的困難。因此，如何建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，從理論上分析研究電除塵器的工作特性，為電除塵器的設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，對(duì)于縮短設(shè)計(jì)過(guò)程、提高除塵器性能有重要意義。基于此，本文對(duì)工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)進(jìn)行了研究。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)現(xiàn)狀展望 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TM925.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　

3、　電除塵器是利用電力進(jìn)行吸塵的裝置。隨著環(huán)保問(wèn)題的日益嚴(yán)格化，電除塵器的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。在以往很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，電除塵器的設(shè)計(jì)基本上基于長(zhǎng)期以來(lái)所積累的經(jīng)驗(yàn)。電除塵器中的電場(chǎng)和流體場(chǎng)的分布是決定電除塵器運(yùn)行性能和除塵效率的主要因素。在電除塵器中，電場(chǎng)和流體場(chǎng)之間、以及它們與濃度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等其它性質(zhì)的場(chǎng)之間，有著不可分割的耦合關(guān)系，這些場(chǎng)之間相互作用，相互影響，共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)的綜合體，給理論上研究分析電除塵器中場(chǎng)的精確分布

4、帶來(lái)一定的困難。因此，依靠數(shù)值模擬，通過(guò)數(shù)據(jù)模型的建立來(lái)進(jìn)行除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)的研究是有必要的。 </p><p>　　工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)研究的現(xiàn)狀 </p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)的工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)研究都是以數(shù)值模型為主。數(shù)值模擬一直是一種經(jīng)濟(jì)的方法，達(dá)到整體性能的模擬，小到電極周圍電場(chǎng)的模擬，都可以通過(guò)合適的模型加以實(shí)現(xiàn)。Zhang xiangrong等采用了0通量邊界條件代

5、替?zhèn)鹘y(tǒng)的形式，對(duì)線板式電除塵器的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究表明0通量邊界條件優(yōu)于傳統(tǒng)的形式。黨小慶等對(duì)電除塵器電場(chǎng)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值分析，比較了不同求解模型的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)求解二維情況下圓線與芒刺線的電暈電場(chǎng)，初步探討了數(shù)值分析的方法及影響計(jì)算結(jié)果精度的因素。何劍等利用計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)方法初步研究了電除塵器氣流分布，將CFD理論應(yīng)用到氣流的氣流分布計(jì)算中。涂建華等利用等效阻力法模擬計(jì)算電除塵器氣流分布，認(rèn)為該簡(jiǎn)易計(jì)算模擬方法完全可以取代

6、現(xiàn)代的模擬實(shí)驗(yàn)法。張頡等采用近流線數(shù)值模擬方法，模擬了高濃度電除塵器入口封頭的氣固兩相流動(dòng)。再往前，早在上個(gè)世紀(jì)八、九十年代，電流體場(chǎng)對(duì)除塵器內(nèi)含塵氣流流動(dòng)和粒子捕集的作用引起我國(guó)研究者的注意。專家擬出了電除塵器氣固兩分離過(guò)程，但沒(méi)有認(rèn)出電風(fēng)對(duì)顆粒參數(shù)、放電通道型式的顯式關(guān)系。還有一些專家討論了平板收塵極情形下的電流體場(chǎng)，但沒(méi)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證其</p><p>　　二、國(guó)際上對(duì)工業(yè)除塵器內(nèi)部電流體場(chǎng)研究 </

7、p><p>　　就電除塵器內(nèi)部的電場(chǎng)特性研究而言，Concettina Buccella等對(duì)電除塵器內(nèi)V-I特性進(jìn)行了計(jì)算，由兩部分組成，第一階段是脈沖開(kāi)階段，使用波動(dòng)方程，第二階段是脈沖關(guān)階段，使用連續(xù)方程計(jì)算空間電荷飄移。S.J.PARK等未來(lái)研究顆?？臻g荷電密度與湍流特性對(duì)線板電除塵器的影響，對(duì)電場(chǎng)球接力Poisson方程，額對(duì)運(yùn)動(dòng)求解了對(duì)流擴(kuò)散方程。T.Barbarics等利用R函數(shù)計(jì)算電場(chǎng)V-I特征，電場(chǎng)采

8、用泊松方程及連續(xù)電流方程加以描述。Seok Joo Park等分析了粒子荷電與空間湍流分布對(duì)板式電除塵器的影響，認(rèn)為當(dāng)粒子空間荷電密度非常高時(shí)，內(nèi)部電勢(shì)比施加的外部電勢(shì)還要高；另外，粒子的分散度超過(guò)了她的擴(kuò)散，因此當(dāng)粒子空間荷電密度很高時(shí)，湍流的影響就會(huì)消失。F.Beux等人利用低階模型逼近與重建線板式電除塵器內(nèi)電場(chǎng)，采用了簡(jiǎn)約形式的麥克維斯方程，做了兩個(gè)方面的工作，1）在基于KL分解的基礎(chǔ)上，提出了一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)，能夠玉簫的改進(jìn)數(shù)值

9、解；2）重建了完整電場(chǎng)。Yosuke Kuroda等研究了電極形狀的影響以及勢(shì)壘放電型電除塵器的性能，為了更好的提高電除塵器的效率，該研究采用的不是電暈放電</p><p><b>　　三、展望 </b></p><p>　　由于本文采用了k 一6 模型，仍使用了Boussinesq的線形本構(gòu)關(guān)系及標(biāo)量的粘性系數(shù)觀念，在這種情況下，可以獲得滿意的結(jié)果，可以滿足研究電除

10、塵器內(nèi)電流體場(chǎng)的要求。但隨著流體理論和電場(chǎng)理論的發(fā)展，電除塵器內(nèi)電流體場(chǎng)的研究將推向深入。近來(lái)有的學(xué)者提出：跳出雷諾方程的不封閉性，轉(zhuǎn)攻N 一S 方程的非線性問(wèn)題，直接求解方程而后平均的思想，讓人耳目一新。如何將這一思想嫁接到電流體場(chǎng)的求解上，是將來(lái)研究的重要課題；另外如何利用雷諾應(yīng)力輸運(yùn)方程求解電流體場(chǎng)也是今后的一個(gè)發(fā)展方向。 </p><p>　　數(shù)據(jù)融合。在電除塵器的研究中，試驗(yàn)測(cè)量和數(shù)值模擬是兩種不同的研

11、究方法。試驗(yàn)測(cè)量是從電除塵器內(nèi)部直接觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)，但由于觀測(cè)設(shè)備的局限和觀測(cè)點(diǎn)物理量的隨機(jī)變動(dòng)，觀測(cè)結(jié)果就有不可避免的誤差，從本質(zhì)上講，這種方法是采樣研究。數(shù)值模擬是根據(jù)所研究的電除塵器的尺寸特征等，簡(jiǎn)化電流體場(chǎng)的控制方程，并在離散方程是對(duì)參數(shù)作出進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，因此，數(shù)值模擬本質(zhì)上只是近似的反映了電除塵器內(nèi)部的場(chǎng)的規(guī)律。兩種研究方法都是對(duì)電除塵器內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)的研究，獲取的數(shù)據(jù)具有各自的長(zhǎng)處和不足。因此，采用將兩種數(shù)據(jù)結(jié)合的方法來(lái)研究電除塵

12、器的內(nèi)部機(jī)理，兩種方法并重，互為補(bǔ)充將是一個(gè)很好的方向。 </p><p><b>　　總結(jié) </b></p><p>　　電除塵器中的電場(chǎng)和流體場(chǎng)的分布是決定電除塵器運(yùn)行性能和除塵效率的主要因素。因?yàn)樵陔姵龎m器中，電場(chǎng)和流體場(chǎng)之間、以及它們與濃度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)等其它性質(zhì)的場(chǎng)之間，有著不可分割的耦合關(guān)系，這些場(chǎng)之間相互作用，相互影響，共同構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)的綜合體，

13、所以給理論上研究分析電除塵器中場(chǎng)的精確分布帶來(lái)一定的困難。因此，如何建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，從理論上分析研究電除塵器的工作特性，為電除塵器的設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理論指導(dǎo)，對(duì)于縮短設(shè)計(jì)過(guò)程、提高除塵器性能有重要意義，也對(duì)我國(guó)科技的進(jìn)步有著重要影響，也是為我國(guó)的環(huán)保作出了貢獻(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 常同芳。 電除塵器運(yùn)行中的

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