柴油机排气微粒脉冲荷电特性的研究

对柴油机排气微粒脉冲放电的荷电特性进行了计算分析.结果表明,脉冲电晕放电可以显著地提高微粒的荷电量,荷电量增加最多的是粒径为0.5～1μm的微粒,这对柴油机排气微粒的凝并及静电收集是非常有利的.     

窄脉冲放电荷电器极间不同位置的荷电研究

 研究了不同电压下的窄脉冲荷电,利用密立根油滴仪测量了有无导流柱情况下的液滴荷电量.研究表明,无导流柱的情况下,窄脉冲放电电压低于火花放电电压时,随着电压的增加,气溶胶颗粒的荷电电量也随之增加,当电压达到火花放电电压时,窄脉冲放电的荷电量最大,但当所应用电压大于火花放电电压时,荷电量反而下降.应用导流柱时,可以避免流注放电中等离子区内的电中和,所以应用的电压大于火花放电时,应用导流柱的情况下,气溶胶颗粒的荷电量大于无导流柱时的电压,但当电压低于火花放电电压时,导流柱的应用则不利于气溶胶颗粒荷电.同时也研究了导流柱直径对荷电量的影响,指出导流的直径为2cm时最有利于窄脉冲荷电.研究为以后窄脉冲荷电的应用提供了依据.     

脉冲电晕技术降低柴油机微粒排放的实验研究

利用线－筒式荷电装置和高压窄脉冲电源来降低柴油机的微粒排放，分析了不同电源电压和脉冲频率下排气微粒的脱除效率，并在不同转速和负荷下进行了实验研究。研究结果表明，电源电压和脉冲频率是影响微粒脱除效率的两个主要因素，其中电源电压是最主要的影响因素，利用脉冲电晕放电降低柴油机的微粒排放效率明显的，是一种很有发展前途的控制尾气排放的新技术。     

双极预荷电装置凝并特性实验研究

为提高对微细颗粒物的捕集效率,基于横向双极静电除尘技术,开发出一种线-管式双极预荷电装置。借助多物理场耦合软件,采用电晕放电模块耦合湍流模块,研究其电流体动力学分布规律;搭建实验装置,测试其凝并特性。数值模拟结果表明：双极预荷电装置内同时存在生正、负电晕和产生正、负电荷,具有良好的湍流混合和凝并效果。对中位粒径为1.7 μm硅微粉的凝并实验结果表明：经过预荷电装置后粉尘的粒径分布呈现明显的双峰分布;在平均场强为4~6 kV/cm区间,凝并效率随着外加电压的增加而提高;当外加电压超过11 kV,所有粒径区间粉尘的凝并效率均超过95%。研究结果有助于拓展横向双极静电除尘技术的应用范围,为双极静电技术的推广及工业应用提供参考。     

荷电颗粒在DPF孔道内的流动及沉积特性

为了研究荷电颗粒在柴油机颗粒捕集器内的流动及沉积状况,基于FLUENT模拟软件建立DPF孔道计算模型,利用离散相模型计算了颗粒荷电前后在孔道内的流动及沉积.通过电镜扫描DPF切片分析了不同荷电电压下颗粒在通道内的沉积厚度,验证了模拟计算结果的准确性.结果表明:荷电电压的增加会使进、排气孔内速度变化趋于线性,且荷电电压越高线性变化越明显;在加载电压后进气孔内压力增大,而荷电电压的改变对排气孔道压力变化影响不大,同时荷电电压的增加会使壁面渗流速度沿孔道轴向变化变缓,孔道内的颗粒沉积分布趋于均匀,且电压越高颗粒沉积分布越均匀.     

磁场对电晕放电电场及细小粉尘荷电的影响

磁增强正负电晕放电用于细小气溶胶颗粒荷电,研究结果表明,磁增强正负电晕放电预荷电器对细小粉尘的荷电是有效的;磁增强正电晕放电预荷电器的荷电效率低于磁增强负电晕放电预荷电器。与传统的电晕放电相比,磁增强正负电晕放电中电晕区附近积累更多的正离子,使得空间电荷对极间电场的影响增强;在磁增强负电晕放电中,负离子的浓度再次被提升,更有益于细小粉尘荷电;在磁增强正电晕放电中,电晕区中的电场强度被削弱,而荷电区中的电场强度被增强。分析认为,磁增强正电晕预荷电器的效率比传统正预荷电器要高。     

永久磁铁放电极电晕放电的磁增强放电特性及其对细小粉尘荷电的影响

研究了一种新型的磁增强预荷电技术,采用永久磁铁作为预荷电器的放电极,提高对微小气溶胶颗粒的荷电效率.对永久磁铁放电极的放电特性进行了测量,并与传统的放电极进行了比较.还分别采用传统的预荷电器和新型的永磁放电极电晕放电预荷电器对细小气溶胶颗粒进行荷电,并对其伏安特性曲线和除尘效率进行了测量和比较,初步分析了永磁放电极电晕放电预荷电器的荷电机理, 极间区域自由电子和负离子浓度的增加,有效地增强了离子的扩散荷电机制和自由电子的荷电机制.因此这种新型的磁增强预荷电技术在捕集细小气溶胶颗粒方面有着广泛的应用前景.     

脉冲电压下粒子荷电的实验研究

对脉冲电压下粒子的荷电进行了实验研究，得出粒子的荷电量Ｑ、峰值电压ＶＰ、电晕电流Ｉ之间关系式Ｑ＝ｋＶＰ√Ｉ成立。与直流电压相比，脉冲电压可以在较小的电晕功率下使粒子获得较大的荷电量。这些研究结果可应用于脉冲电除尘器等领域。     

大气压下针状电极电晕放电静电消除效果实测与特性研究

为了研究高压静电消电效果和静电防护有效性,采用离子化测试方法,对影响大气压下针状电极电晕放电的电压、频率、消电距离、电极间隙、平衡电压等因素进行了系统测试与分析.结果表明,交流高压电晕放电在频率[1.8 kHz,2.0 kHz]区间内具有最佳消电效果;直流和脉冲高压电晕消电具有明显逆带电现象,且消电效果随电压升高、消电距离减小而提高.      

磁增强雾化电晕放电烟气净化器研究

分别进行了雾化电晕放电和磁增强电晕放电的实验研究。采用接地极雾化,通过雾化电晕放电和水的循环利用,实现长期、高效并且无污水排放的静电除尘,对雾化电晕放电静电除尘器的构造、放电特点、雾化电晕放电伏-安特性、雾化状态和电极清洗效果均进行了实验研究;通过在电晕区附近加一个局部磁场,使电晕区内的自由电子形成拉莫运动,从而提高放电电流,提高荷电区内自由电子和负离子浓度。比较了磁增强预荷电器和传统预荷电器的荷电效率,初步探究了磁增强电晕放电的放电机理。为磁增强雾化电晕放电烟气净化器的研究提供了理论基础。     

磁增强负电晕放电特性和荷电方式研究

研究了磁增强负电晕放电特征,分析了这一过程的放电特性和磁场对极间不同区域的影响,比较了磁增强预荷电器和传统的预荷电器对静电增强过滤器效率的影响.结果表明:在磁增强负电晕放电中,磁场能有效地提高负离子和自由电子的浓度;磁增强负电晕放电自由电子的拉莫运动提高了放电电极附近的电离程度,使放电电流明显增长,使更多的正离子在电晕区积累,形成了和原电场方向一致的正离子电场,进一步增强电离,电晕区中积累的正离子形成的电场削弱了荷电区原电场强度;磁场的应用对扩散荷电机制有增强作用,对电场荷电机制不利.     

高流场中微细粉尘荷电凝并粗化对电捕集效率的影响

 目前电除尘器存在微小颗粒粉尘捕集效率低、本体体积庞大和能耗高等问题。本文基于烟道中粒子动量高,放电通道中离子输运特性较好的特点,将离子源、荷电凝并装置设置于电除尘器前烟道中。实验结果表明,离子浓度随电场强度加大而增加;在高离子动量情况下,烟道中的离子浓度可达到1.97×109/cm3,比现有电除尘器的离子浓度高出2~3个数量级;矩形电晕极优于圆形电晕极,而芒刺电晕极起晕电压低,耗能少,产生离子浓度高且稳定,因此以芒刺电晕极为最佳;中位径为0.2?滋m的硅粉、中位径为6?滋m的滑石粉和两种粉体的混合粉等微细颗粒荷电凝并后被粗化为电除尘器有效捕集的颗粒,电捕集效率显著提高。本实验可在不增加电除尘器室数、不改变原有运行方式和运行参数条件下,有效解决现有电除尘器预荷电离子浓度过低问题,增大其捕集效率。     

燃煤飞灰单极荷电对纤维滤料过滤性能的强化

细颗粒物的单极荷电能够改善细颗粒物被纤维滤料过滤的性能.本文设计搭建了由线板式预荷电器和纤维滤料集尘装置组成的复合静电增强过滤实验平台,分别研究了在不同荷电类型、不同荷电电压以及不同过滤风速三种工况下,单极荷电的燃煤飞灰颗粒被聚苯硫醚(PPS)纤维滤料捕集时捕集效率及阻力特性的变化规律.结果表明,随着荷电电压的升高,过滤风速的下降,纤维滤料对荷电燃煤飞灰颗粒物捕集效率提高的同时压差增量减小,且压差增长速率明显降低.粒径越小,过滤效果增加越明显,且负荷电提高效果优于正荷电.     

两种喷雾荷电方法的机理与试验研究

研究压力喷雾荷电中两种主要荷电方法——在喷头上施加电压的直接荷电法和在喷头附近安置电晕电极的电晕荷电法的荷电机理;探讨荷电电压、雾化水压和雾化液体电导率等因素对雾滴荷质比的影响;建立了雾滴荷质比的经验公式.由试验结果和理论分析得到直接荷电法的机理是尖端效应,电晕荷电法的机理为碰撞荷电.将这两种荷电方法与感应荷电法进行了比较,指出了这三种荷电方法在消烟除尘中应用时的适用条件.     

柴油机排气微粒静电捕集的理论分析

根据湍流传质原理 ,对柴油机排气微粒脉冲放电的静电捕集理论进行了研究 ,确定了脉冲放电对微粒在传输过程中的湍流掺混作用 .计算结果表明 ,脉冲放电加大了微粒的湍流掺混程度 ,使微粒的静电捕集效率降低 .为此 ,针对柴油机排气小微粒的静电捕集 ,提出了脉冲—直流双区供电方式 ,它既增大了微粒的荷电量 ,又可降低微粒捕集时的湍流掺混作用 ,可以使微粒的捕集效率得到显著提高 .     

非热放电技术降低柴油机微粒的排放

为降低柴油机微粒排放,设计了高压放电电源和针阵列对板电晕放电发生器.该反应器电压为10 kV,直流电流在10 mA内可调,具有体积小、重量轻、功耗低、放电产生简单、放电均匀强烈的特点.在4135 G型柴油机上对其运行工况、反应器的放电电流、排气在反应器中的停留时间等因素对有害排放物的去除效果进行了详细分析.试验结果表明,在柴油机大部分运行工况下,反应器对微粒的去除效率为50%~80%.     

细颗粒物荷电凝并技术研究进展

我国很多城市存在颗粒粉尘浓度超标的现象,可吸入性粉尘无论对环境和人体都有较大的危害,治理烟尘污染刻不容缓,但粉尘粒径小而难以被除尘器直接捕集,而荷电凝并可通过电场的作用使粉尘粒子荷电而发生凝并,增大有效直径从而便于捕集.综述了国内外电凝并技术的研究进展,主要包括交变电场中同极性荷电颗粒凝并、直流电场中异极性荷电颗粒凝并、交变电场中异极性荷电颗粒凝并;介绍了几种荷电凝并方法,提出提高荷电凝并几率方法的主要发展趋势,为电凝并技术的实际应用和装备开发提供参考.     

电除尘环境下可吸入颗粒物运动轨迹数值模拟

采用有限体积法求解电晕放电电场,利用k-ε双方程湍流模型、动量方程附加电场力源项的方法求解电流场,利用拉格朗日法、四阶龙哥库塔积分荷电速率方程分别求解颗粒运动轨迹及颗粒荷电量,基于随机轨道模型并考虑颗粒间湍流扩散,计算离散相和流体相相间耦合,采用R-R粒径分布模型,模拟了电除尘器内电势分布、电荷分布和颗粒运动轨迹.求解结果表明,电除尘器内电势和空间电荷密度在电晕线附近最大,向四周不断减小,计算值与文献实验值吻合良好.电除尘器内颗粒运动轨迹为偏向极板的曲线,且受湍流扩散影响显著.颗粒粒径越大,工作电压越高,气流速度越小,颗粒越容易被收尘极板捕集.     

脉冲放电激发反电晕的研究

针对高压脉冲电源反电晕放电进行实验研究。采用正极性固态Marx脉冲发生器作为放电电源，以中间添加蜂窝介质的针板作为放电电极，设置正极性矩形高压脉冲输出电压为0～20 kV可调，工作频率为0～1000 Hz可调，脉冲宽度为10～500 μs可调，进行反电晕放电实验，并根据电源和电极参数对影响放电电流大小的因素进行分析。进一步，在相同放电电极参数条件下，将高压脉冲反电晕与直流反电晕进行了对比研究。研究结果表明：介质厚度、针板间距、脉冲宽度和放电频率均对反电晕放电电流有一定影响；在脉冲放电频率为100～1000 Hz时，发生反电晕的相同电压下，脉冲反电晕放电电流大于直流反电晕放电电流，证明高压脉冲激发反电晕放电效果更好。     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Boltzmann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Boltzmann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。