双极荷电颗粒在外加交变电场中的静电凝聚

为了定量分析外加交变电场对双极荷电颗粒静电凝聚的影响,基于双极荷电颗粒在交变电场中的静电凝聚系数公式,利用数值计算的方法求解了荷电颗粒凝聚的数量平衡方程,得到了不同时刻颗粒数量浓度、颗粒带电量和颗粒粒径的关系曲线,比较了外电场存在与否时颗粒数量浓度的变化。结果表明:对于初始单弥散度带任意电荷量的颗粒,其数量浓度随凝聚时间单调减少;外加交变电场能够有效地促进双极荷电颗粒间的凝聚;颗粒上所带的电荷量越大,凝聚效果越明显。     

外电场对荷电颗粒静电凝聚的影响

为了定量地分析外电场对荷电颗粒静电凝聚的影响,在理论分析和数值模拟的基础上,求解荷电颗粒凝聚的数量平衡方程,分析比较外电场存在与否时,颗粒数量浓度的变化关系。结果表明:外电场促进荷电颗粒间的凝聚;对于初始对称双极荷电颗粒,外电场不改变颗粒初始电荷分布的对称性,并且带任意电荷量的颗粒的数量浓度随凝聚时间单调减少;对于初始非对称双极荷电以及单极荷电颗粒,其数量浓度并非都随凝聚时间单调减少。     

双极凝聚中颗粒初始电荷的分布规律

为确定双极凝聚计算中颗粒的初始电荷分布,采用FORTRAN程序,对双极凝聚涉及的电流体场进行求解,然后在荷电段跟踪大量的某一粒径颗粒,统计得到颗粒在荷电段出口(即凝聚段入口)处的电荷分布.计算结果表明,颗粒的初始电荷分布近似于对数正态分布函数,并且更高的应用电压、更低来流速度可以使颗粒所带的平均电荷数量越多.     

外电场对双极荷电颗粒碰撞及凝聚的影响

为确定外电场对双极凝聚的影响,采用FORTRAN程序,通过计算得到颗粒在一定电流体场条件下的电荷分布统计规律,并考察外电场对双极荷电颗粒间的碰撞凝聚规律.计算结果表明,只有当荷电颗粒所受电场力与阻力的量级之比接近于1时,外电场才能起到增强双极凝聚效果的作用;在相同条件下,颗粒直径越大,外电场增强双极荷电颗粒的碰撞效果也越大.     

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。     

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.     

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。     

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Bo ltz-m ann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Bo ltzm ann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。     

线-管式双极预荷电器的极间电场分布模型

电场分布是电除尘理论研究的核心问题之一。为提高对微细颗粒物的捕集效率,拟从理论上明确线-管式横向双极预荷电器这种新型电极结构的极间电场分布规律。基于高斯通量定律,建立了线-线电极的电场分布函数;根据电场叠加原理,推导出线-管式预荷电器极间电场分布模型;结合其电器电极结构对称分布特点,可划分为6个不同的荷电区域,分别采用线-管式预荷电器的极间电场分布模型进行求解。线-管式双极预荷电器内正、负电场对称分布有利于提高静电凝聚速率和除尘效率、减少累积电荷和抑制反电晕烧袋现象。     

静电喷粉沉积性能实验研究

荷电颗粒在作物上的沉积效果是评价静电喷粉性能的主要指标之一。笔者在分析静电场力对荷电颗粒运动影响的基础上,通过风洞和应用改进的喷粉机对模拟目标物进行了沉积实验,结果发现荷电颗粒比非荷电颗粒的沉积量提高１０％以上。     

静电喷粉沉积性能实验研究

荷电颗粒在作物上的沉积效果是评价静电喷粉性能的主要指标之一．笔者在分析静电场力对荷电颗粒运动影响的基础上,通过风洞和应用改进的喷粉机对模拟目标物进行了沉积实验,结果发现荷电颗粒比非荷电颗粒的沉积量提高１０％以上．     

负电晕放电对柴油机排气颗粒Zeta电位的影响

为了解决荷电凝并技术在降低柴油机排气颗粒数量浓度时颗粒荷电量的大小影响凝并过程的问题,对柴油机排气颗粒的荷电特性进行了试验研究。用颗粒的Zeta电位表征其荷电状态,计算了单个颗粒在负电晕条件下的荷电量;通过改变荷电电压、荷电区温度以及柴油机负荷,探究了各因素对柴油机排气颗粒荷电量的影响。研究结果表明:电压的增高可有效提高颗粒的荷电量,颗粒的Zeta电位绝对值也相应增加;温度升高时,电晕放电的起晕电压下降,相同放电参数下的颗粒荷电量增加;颗粒荷电量随柴油机负荷的增加而增加,全负荷时的荷电效果最好。此项研究可为提高柴油机排气颗粒的荷电效果、建立荷电凝并的数学模型提供参考。     

烟尘在交变电场中的电凝并收集

为有效地收集微细粉尘,提出一种具有双区电极布置形式的电凝并除尘装置。其特点是在交变电场中同时实现尘粒的荷电与凝并。通过分析多分散性粉尘粒度随凝并时间变化规律,给出异极性行电粉尘在交变电场中的凝并除尘效率的近似计算式。试验研究结果表明;所提出的双区电凝并除尘尽优于现有的三区电凝并除尘器和普通静电除尘器。     

带电绝缘体静电放电引燃性新型实验

提出了一种新的实验技术评估绝缘体在接触分离过程中静电放电的点燃特性.首先,把不同数量的电荷荷电到材料的表面,通过实验校核所加电荷量是否足以使火花点燃实验探极发生点燃.其次,确定聚酰亚胺介质薄膜通过摩擦起电能否获得必需的表面电荷以引起点燃性刷形放电.通过把JCI场强计固定在实验介质薄膜背面10 mm处,测量该薄膜摩擦起电之前、起电期间、起电之后的表面电位,然后在充满易燃混合气体环境中观测其是否被点燃.     

粉体颗粒摩擦碰撞荷电过程的数值模拟

为揭示粉体颗粒摩擦碰撞荷电过程机理及其变化规律,建立了摩擦带电器三维模型,运用离散元素法建立了颗粒的几何模型,通过研究颗粒及其相互之间的作用力关系确定了求解的力学模型,对摩擦带电器内粉体颗粒的摩擦碰撞荷电过程进行了数值模拟,获得了颗粒运动速度和荷质比的变化特征。结果表明,颗粒在摩擦带电器的三个区域内带电效果存在差异:喷嘴区域的颗粒荷质比最小;摩擦棒区域因存在摩擦棒实现了强化带电,获得了颗粒的最大荷质比,但因颗粒团聚与电性中和现象影响了颗粒荷电,该区域荷电不稳定;无摩擦棒区域颗粒荷质比最稳定。摩擦带电器内颗粒带电后运动速度逐渐降低,并在无摩擦棒区域达到稳定值,为进入高压静电场高效分选创造了有利条件。本研究可为粉体颗粒强化荷电和摩擦带电器优化设计提供技术参考。     

荷电微粒荷质比的光电测试法

静电喷雾、静电除尘、静电复印、气溶胶物理和云物理等方面的应用研究领域里,通常需要对不同粒径的固体颗粒、液体粒子的荷质比进行测量和分析。传统的测试方法不能反映实际微观粒子的荷电情况,且测试速度慢。本文通过对荷电微粒的理论研究,建立了相关数学模型,找出了一个与粒径、形状无关的,仅由沉降电压和粒子速度决定粒子荷质比的关系式。依据此关系式,提出了一个利用光散射原理监测粒子浓度,利用多普勒效应测定速度,用计算机处理数据,求出平均速率和平均沉降电压,最终给出荷质比的测定方法。     

模拟烟道中粉尘粒子的荷电凝并实验研究

基于电凝并理论,在模拟电除尘器烟道中增设预荷电装置,进行了高压电场荷电凝并研究.实验结果表明,将预荷电装置安装于烟道中,离子浓度比除尘电场中高约1个数量级,有利于提高粉尘的荷电量,增强带电粒子的凝并作用;交变电场比直流电场更利于带电粒子凝并,最佳电场频率为40 Hz;电凝并作用可以使粒子粒径增大21%左右,总除尘效率提高2.6%～3.5%,有利于实现电除尘器的小型化.     

基于网状静电传感器鼓泡流化床运行参数监测

为了深入研究流化床中颗粒的流动特性和优化流化床反应器的性能,需要对流化床的运行参数如流速和电荷分布进行实时地监测。由于灵敏度高且分布均匀,网状静电传感器被用来在实验室规模鼓泡流化床上测量固体颗粒的速度廓形和电荷分布。固体颗粒的速度廓形是通过对上下游平面对应位置的静电信号进行互相关计算得到的。网状电极上的感应电荷可以通过静电信号的均方根(RMS)估算。根据电荷重建算法,利用所有电极上的感应电荷重建截面处固体颗粒的电荷分布。研究结果表明:网状静电传感器可以捕捉到鼓泡流化床床壁附近的下落颗粒;由于流化床内颗粒速度廓形的影响,传感器中心处电极上的感应电荷量大于床壁附近电极上的感应电荷量,并且重建结果显示流化床截面电荷分布相对均匀。     

测量荷电水雾水滴荷电量的实验研究

本文对测定荷电水雾水滴荷电量的两种新方法进行了实验研究。结果表明:方波交变电场法在技术上还需作进一步研究和改进;库仑计快速测定法不仅测定准确,且简单灵活、迅适方便,是测定荷电水雾水滴平均荷电量的一种切实可行的方法。     

横向双极静电除尘器空气动力增效

为明确横向双极静电除尘器的空气动力增效机理,基于电除尘器的经典效率公式研究了空气动力对横向双极静电除尘器除尘效率的影响。数值模拟结果表明：横向双极电除尘器内荷电粒子的驱进速度是电场驱进速度与空气动力驱进速度之和。极板迎风面的空气动力增效幅度强于背风面,而极板背风面的低速回流区是主要的收尘区。实验结果表明：空气动力驱进速度与电场风速呈二次曲线分布关系。电场风速小于1.5 m/s时,气流运动强化了空气动力增效幅度;而电场风速大于1.5 m/s后,二次扬尘作用减弱了空气动力增效幅度。横向双极电除尘器除尘效率修正公式表明：在横向双极电除尘器结构参数一定的情况下,除尘效率受静电力和空气动力的共同影响。