聚丙烯腈纤维束对可吸入颗粒物的过滤特性研究

采用聚丙烯腈纤维束作为滤材,对粒度为-10μm占93%的可吸入颗粒物进行净化研究,考查了颗粒物入口浓度、过滤风速、纤维束填充率对纤维束过滤器除尘性能的影响。在最佳条件下,纤维束过滤器的最大除尘效率可达85%,随着时间的延长除尘效率会逐渐降低;压降主要受过滤风速的影响,在过滤器标准过滤风速1.0m/s时,压降仅为26～30Pa。压降和除尘效率随纤维束填充率的增加而增加,填充率1.06%时,除尘性能最佳。     

颗粒物在风洞内树枝尺度的小叶黄杨上的沉积

为了估计小叶黄杨对空气中颗粒物的吸附效果,通过搭建风洞试验台,测量了小叶黄杨的一部分枝叶对颗粒物的捕集效率.试验结果表明,随着风速的增大,捕集效率先减小后增大.此外,通过捕集效率与风速可计算出颗粒物沉积速度的试验值.当风速为0.86m/s、颗粒物粒径为1.0μm时,沉积速度vd达到最小值0.85cm/s.依据均质纤维捕集层捕集理论计算出颗粒物沉积速度的理论值,且对比结果发现试验值与理论值比较吻合.     

涂装车间漆雾过滤设备内流场数值模拟与设计优化

涂装车间在喷涂过程中会产生大量含有漆雾的喷涂废气,在处理喷涂废气之前需对其中的漆雾进行预过滤,在干式喷房中纸盒式漆雾过滤器由于更经济环保,越来越多地被投入使用。针对运行参数对过滤器过滤效率的影响,利用计算流体力学对折流板式纸盒过滤器的过滤效果进行了数值模拟研究,对过滤器的设计参数提出了优化建议。结果表明:设计参数对过滤器过滤效率的影响较大,过滤器对10 μm以下的漆雾颗粒过滤效率在10%~20%,过滤效率较低,对于10 μm以上的漆雾颗粒,过滤效率随粒径的增大而升高,对60 μm及以上的漆雾颗粒过滤效率达99%以上,部分大颗粒漆雾掉落至过滤器内,可实现漆雾储存;过滤器过滤效率随进口流速的增大而降低,随漆雾浓度的增大而升高,设备进出口压差随进口流速的增大而增大,但远低于喷房压阻限制。     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点,设计了一套滤芯性能在线检测装置,采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量.使用多分散性粉尘,在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能,以及各种操作参数对其性能的影响规律.实验结果表明,纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加,根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段.过滤速度过高容易导致大粒子穿透,从而使效率下降,纤维过滤器的表观过滤速度应低于0.06 m/s;相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率,但也会导致阻力的迅速增加.     

矿井综采工作面风速对喷雾粒径影响规律试验

为研究矿井综采工作面喷雾除尘时,矿井风速对喷雾粒径的影响规律,利用模拟巷道喷雾降尘实验系统,在5个不同矿井风速影响下对4个喷雾压力、4个不同孔径喷嘴、5个不同轴线距离的喷雾粒径进行试验研究.利用Origin对试验数据进行曲线绘制,并将曲线进行了趋势分析与原因分析.结果表明:测点位置为0.68 m时,随矿井风速的增大,喷雾粒径呈增大趋势,并得出最小粒径99.25μm与最大粒径214.7μm的试验条件;不同喷雾压力和喷嘴孔径在矿井风速影响下程度不同,并将影响曲线进行对比和排序;测点轴线距离越远,喷雾粒径越小,即D_aD_bD_c D_d D_e;测点位置为0.38,0.68,0.95 m处的喷雾粒径随矿井风速的增大而增加,测点位置为1.28,1.58 m时,喷雾粒径在矿井风速0.25～0.65 m/s呈增大趋势,在0.65～1.05 m/s时呈减小趋势.试验研究结果为矿井喷雾除尘时,对于喷雾压力、喷嘴孔径、矿井通风风速的大小选择以及喷嘴布置的合理性提供参考.     

风流影响雾滴与尘粒耦合沉降的实验研究

为了确定风流影响雾滴与尘粒耦合沉降的规律,分析了雾滴与尘粒耦合沉降机理,并自主设计实验装置进行了风流影响雾滴与尘粒耦合沉降实验。由实验结果可知:随着风流速度的增大,喷雾场雾滴粒径平均值整体呈增大趋势,喷雾场上风侧的雾滴粒径一般小于下风侧,测点处雾滴的粒径增大值及增大率均不断减小,喷雾场对全尘、呼尘的降尘率分别由风速为0.5m/s时的49.3%和47.5%降至风速为1.5m/s时的42.7%和39.2%。研究结果表明:风流速度越大,越不利于雾滴耦合沉降尘粒、尤其小粒径尘粒。     

水平管外降膜蒸发气水对流过程换热量数值模拟分析

对水平管外降膜蒸发气水对流过程进行了三维数值模拟.模拟了迎面风速分别为1.0、1.6、2.2 m/s以及喷淋密度从0.036 kg/(m·s)增加至0.084 kg/(m·s)工况下气水对流传热传质过程,计算了气水对流过程的平均换热系数与Sh.结果表明,研究工况范围内汽化换热量在总换热量中占比为71%～77%;同一迎面风速空气条件下,随着喷淋雷诺数的增加,Sh先增大后缓慢减小;迎面风速的增大可以显著提高传热传质效果.     

低渗透储层纳微米聚合物颗粒分散体系的流动机制

利用微孔滤膜模拟低渗透储层的喉道,将微孔滤膜过滤实验和激光粒度仪相结合,对纳微米聚合物颗粒分散体系在微孔滤膜过滤前后的粒径分布规律进行研究,并分析水化时间、注入压力、核孔膜尺寸、颗粒尺寸和颗粒浓度对粒径分布的影响。结果表明:保持其他条件为恒定值,存在一个最佳水化时间范围为大于240h,在该水化时间范围内,聚合物颗粒弹性变形能力逐步增强,使得更大粒径的聚合物颗粒得以通过1.2μm的喉道;增大注入压力,有助于更大粒径的聚合物颗粒通过1.2μm的喉道;增大聚合物颗粒浓度,会增强聚合物颗粒在1.2μm喉道处的封堵效果;不同尺寸分布的聚合物颗粒分散体系与一定大小的喉道相适应;聚合物颗粒粒径与喉道直径比值δ≥3.0的范围为聚合物颗粒直接封堵流动区域,1.0≤δ3.0的范围为聚合物颗粒弹性流动区域,δ1.0的范围为架桥封堵流动区域。     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点，设计了一套滤芯性能在线检测装置，采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量。使用多分散性粉尘，在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能，以及各种操作参数对其性能的影响规律。实验结果表明，纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加，根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段。过滤速度过高容易导致大粒子穿透，从而使效率下降，纤维过滤器的表观过滤速度应低于0．06m／s；相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率，但也会导致阻力的迅速增加。     

气溶胶在通风柜中沉积率和逸出率的实验研究

为研究粒径、开方面风速和热源温度对气溶胶在通风柜内沉积率和逸出率的影响,本文以粒径为1μm、2.5μm、5μm和8μm的气溶胶为实验材料,通风柜开放面风速分别取0.5 m/s和1 m/s,热源温度分别为300 K、523 K和753 K,进行实验研究.实验结果表明,气溶胶在通风柜内的沉积率和逸出率与粒径、开放面风速以及热源温度有关,其中:1)在1μm~8μm内,随着气溶胶粒子粒径的增大,气溶胶粒子在通风柜中的沉积率升高,逸出率降低;2)当开放面风速由0.5 m/s增加到1 m/s时,气溶胶粒子的沉积率和逸出率均降低;3)在300 K~753 K内,随着热源温度的升高,气溶胶粒子的沉积率降低,而气溶胶的逸出率随之升高.     

蜗壳式旋风分离器的分离性能研究

蜗壳式旋风分离器作为轻烧镁旋流动态煅烧系统中最重要的分离设备,是提高系统分离性能的关键所在.本文建立蜗壳式旋风分离器分离性能试验装置,以粒径48～75?m的轻烧镁粉、菱镁矿浮选粉和氢氧化锂粉为样品,研究了入口风速、颗粒浓度以及颗粒物性等参数对压降和分离效率的影响.研究表明:1)蜗壳式旋风分离器的静压降随入口风速的增大而增大,二者基本呈指数变化关系;入口风速增大能够提高分离效率,但是压力损失也逐渐增大,根据旋流动态煅烧系统的回收指标,得出最佳的风速约为19 m/s,此时的压降为1 100 Pa左右;2)在一定范围内,适当地增加入口颗粒浓度既能降低压力损失又能提高分离效率; 3)当粒径相同时,分离效率随着颗粒密度的增加而增加.     

湿式金属填料除尘器的实验

在通风及空调系统中,为有效地净化空气,克服传统纤维过滤器的不足,采用湿式金属填料除尘器进行实验研究,利用填料表面的水膜进行粉尘的捕集和去除,并实现消毒功能.实验测试了不同淋水密度和迎面风速条件下除尘器的除尘性能,以及填料比表面积和表面活性剂等因素的影响.结果显示,在迎面风速为1.5～2.8m/s,淋水密度为0.94～2.36kg/(m2·s)的变化范围内,比表面积为500m2/m3的填料除尘器对1μm、3μm和5μm颗粒除尘率分别为21%～37%、67%～90%和74%～98%,压力损失范围为30～130Pa,该除尘方式具有除尘效率高、阻力小等特点,并且具备消毒杀菌的功能,可以代替传统的纤维过滤器在通风及空调系统中使用.     

强制对流下翅片管蒸发器表面结霜实验

翅片管蒸发器表面结霜是阻碍制冷系统高效运行的主要不利因素之一。利用恒温恒湿箱搭建强制对流下蒸发器翅片管表面结霜可视化实验平台,在环境温度0～8℃、相对湿度55%～75%及迎面风速0.8～2.4 m/s时,实时记录霜层动态生长过程,研究了环境温度、相对湿度和迎面风速对霜层生长特性及蒸发器换热性能的影响规律。结果表明：环境温度和迎面风速是影响蒸发器结霜的主要因素,结霜50 min,环境温度为0℃的霜层厚度比环境温度为8℃的提高了12.78%,迎面风速为2.4 m/s的霜层厚度比迎面风速为0.8 m/s的提高了14.66%,结霜量与换热量提高趋势相同。在结霜初期,相对湿度越大,换热量越大;结霜后期,相对湿度越小,换热量越大,并得到了换热量关于环境参数与时间的相关关系。     

微灌自清洗网式过滤器水头损失的试验研究

微灌自清洗网式过滤器适应大力发展节水灌溉技术的需求。对微灌自清洗网式过滤器分别进行清水和浑水水头损失试验研究,结果表明:在清水条件下,当流量在0~90 m3/h时,自清洗网式过滤器水头损失随流量变化缓慢;当流量在90~240 m3/h时,随着流量的增大,其水头损失增加较快,并确定了不同流量条件下自清洗网式过滤器清洁压降关系式。含砂量一定时,进水流量越大,自清洗网式过滤器局部水头损失越大,过滤周期越短;进水流量一定时,随含砂量的增大,自清洗网式过滤器过滤周期缩短,局部水头损失增加的趋势变大。     

饮用水处理中颗粒物数量变化及粒径分布规律

结合水厂实际水处理工艺及活性炭深度处理装置,试验研究砂滤池和活性炭滤柱出水中颗粒物数量变化及粒径分布规律.试验结果表明,过滤周期内砂滤池出水中颗粒物总数平均为148个/mL,其中粒径大于2μm颗粒物的数量平均为27个/mL,其粒径主要分布在2~15μm之间.砂滤池初滤水中粒径大于2μm颗粒物含量较高,前10 min内其数量高于50个/mL.砂滤池出水的浊度变化滞后于颗粒物数量变化,且二者之间的相关性差(R2<0.1).与砂滤池出水(164个/mL)相比,活性炭滤柱出水中颗粒物数量水平(561个/mL)显著提高,其中粒径大于2μm颗粒物数量达153个/mL,出水中粒径在2μm和2~7μm之间的颗粒物数量增多最为明显.     

无机陶瓷膜去除废气中微尘的试验研究

研制多孔微滤陶瓷膜，试验研究了这种微滤陶瓷膜过滤去除废气中微尘的效果。试验结果表明，这种陶瓷膜对气体中微尘具有良好的过滤效率。用-1μm含量为95％，中位径为0．159μm的微尘进行过滤试验，除尘效率迭97．78％～100．00％，除尘效率随过滤风速的增加而降低。过滤时压降与过滤风速之间呈线性关系。过滤后的陶瓷膜可以通过气体反冲再生，反冲气速大于9．00m／s时，膜通量可以完全恢复。     

机车用折角式过滤器特性的数值模拟

研究了不同风速下通道宽度、折角角度及折角个数对机车用折角式过滤器阻力的影响,重点分析了高风速(≥5m/s)下过滤器的性能.结果表明:高风速下,16mm通道宽度过滤器的阻力增加迅速,对16mm和20mm通道宽度的过滤器而言,在6.5m/s风速下,间距增加25%,阻力减少36%.折角角度的改变会显著影响过滤器的阻力,在高风速下这一特征更加明显.在相同通道宽度,通道长度减少29%的情况下,二折角过滤器的阻力较三折角过滤器平均减少40%.在高风速、低阻力使用条件约束下,可依据研究结果设计过滤器几何参数,将折角过滤器作为多级过滤的第一级.     

燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM_(2.5)排放规律研究

为澄清发电厂和工业锅炉联合除尘设备的烟尘排放特征,特别是PM2.5排放规律,选取太原市6台不同类型、容量和除尘方式的燃煤锅炉,采用激光粒度分析仪对采集的烟尘(颗粒物)进行粒径测定,讨论分析PM2.5的排放规律。结果表明,除尘设施前后颗粒物分布规律不同,除尘器前PM2.5呈单峰分布,最大峰值为60~70μm;除尘器后PM2.5呈多峰分布,最大峰值为12~17μm;除尘设施对粒径较大颗粒物的去除率明显高于细颗粒物,对细小颗粒物的除尘效率随锅炉容量的增大而增大;电袋复合除尘器对PM2.5去除率最高,其次为布袋除尘器、静电除尘器;太原市燃煤锅炉PM2.5排放因子范围为0.06~0.52kg/t,锅炉负荷越大,除尘率越高,PM2.5排放因子越小。研究结果可为山西省煤烟尘污染控制提供重要的数据支撑,为获知影响燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM2.5排放的因素及采取相应技术提供了理论依据。     

可吸入颗粒物种类对聚丙烯腈纤维束过滤器除尘性能的影响

为探究聚丙烯腈纤维束对不同颗粒物除尘效果的影响,在粉尘浓度0.58g·m-3、风速1.0m·s-1、纤维填充率为0.67%的条件下,研究了路面扬尘、粉煤灰和铁矿粉三种颗粒物对聚丙烯腈纤维束过滤器除尘效率与压降的影响,并对过滤器的除尘机制进行了研究。结果表明:在静电吸附与机械拦截联合作用下,聚丙烯腈纤维束对三种颗粒物皆有净化作用;但过滤器对不同颗粒物的除尘效率不同,对路面扬尘和粉煤灰的除尘效率为70%～80%,对铁矿粉除尘效率仅为30%～60%。不同颗粒物对过滤器压降影响较小,压降值在25Pa左右,且设备运行过程中压降变化不大。     

铀矿通风尾气中气态放射性核素氡大气扩散数值模拟

以某铀矿排风井为对象建立物理模型,通过建立核素氡扩散数学模型,利用CFD方法耦合求解得到不同大气风速(0.5,1.0,2.0,4.0 m/s)和下垫面粗糙度(0.1 m,1.0 m)下的大气风场结构及核素氡的浓度分布状况.研究结果表明:大气风速和下垫面粗糙度对核素氡的迁移扩散具有重要的影响;当大气风速小于0.5 m/s时,此时地面粗糙度对核素氡迁移扩散起主导作用.地面粗糙度越大,近距离的氡气浓度越高,局部污染越严重,主要污染范围在100 m以内;当大气风速大于2.0 m/s时,大气风速对核素氡迁移扩散起主导作用.大气风速越大,氡气迁移扩散能力越强,污染距离越大,局部污染较轻,主要污染范围在400 rn以内.文中数值计算方法和结论可以为铀矿区辐射防护及新建铀矿山选址提供参考.