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。     

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。     

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。     

高占空比颗粒电场荷电的计算

采用包含颗粒间相互作用的等效场强代替原外场,利用点偶极子模型计算出高占空比颗粒表面的最大场强,并与有限元法的计算结果进行比较,结果表明,对于具有不同介电常数的颗粒来说,在颗粒占空比较高时,这种方法仍具有足够的精度.根据颗粒场致荷电的机理,进一步推导出计算高占空比颗粒电场饱和荷电量和随时间变化的荷电量的近似公式.结果表明,颗粒电场荷电量不仅随场强、颗粒粒径和介电常数的增大而增大,还随颗粒占空比的增大而增大;颗粒电场荷电的速率与颗粒占空比相关,占空比越大,荷电速率越大.     

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.     

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.     

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.     

壁流式过滤体捕集微细颗粒过程的数值模拟

压降是评价过滤体性能的重要指标。针对壁流式过滤体捕集微细颗粒物的过程,建立了描述通道内流场和颗粒层分布的一维非稳态模型。通过数值计算,研究了颗粒层滑移对颗粒层分布和过滤压降的影响,同时研究了过滤体结构参数与来流参数对过滤压降的影响。研究结果表明:颗粒层分布直接影响过滤压降,随着颗粒层滑移效应的加强,颗粒层由平坦转向直线递增型分布,过滤压降则先增后降;增加过滤体长度有助于降低过滤压降;增加过滤体孔目数,增加了过滤体工作初始阶段的压降,但可降低高颗粒沉积量时的过滤压降;此外,随来流流量和颗粒浓度的增加,过滤压降增加。     

喷流对航空器荷电影响的研究

为了研究喷流中带电粒子对航空器荷电的影响,通过建立喷流中的荷电数学模型和某型导弹的喷流几何模型,采用仿真的方法对喷流对航空器荷电的影响进行了分析.仿真结果表明,喷流对航空器的荷电影响主要集中在航空器的尾翼和喷嘴处,喷流中碳黑粒子的粒径及其荷电量对航空器的荷电量和极性均有一定影响.     

电场中不均匀导电媒质的电荷分布及其应用

利用高斯定理和电荷守恒原理,求得电场中不均匀导电媒质的电荷分布规律,发现电荷分布与电场强度大小和方向及媒质的不均匀性有关,与初始条件无关,而且稳定电场和似稳电场中电荷分布是相同的。应用所得理论结果,对裸眼井井壁的面电荷分布和地层冲洗带内的体电荷分布情况作了初步的探讨。     

工作场所光伏电动汽车充电站可行性研究

基于某工厂员工的电动汽车使用数据,分析了员工上下班出行行为及电动汽车电量分布情况,使用蒙特卡洛模拟方法仿真了100辆电动汽车的出行及充电行为.设计搭建了光伏电动汽车充电站仿真平台用于对电站进行评估分析.基于仿真数据,使用粒子群算法对工作场所建设电站进行了系统方案设计和可行性研究.结果表明,模拟数据能很好地描述员工出行和充电行为,设计的光伏充电站系统能够基本满足员工充电需求,从而促进工厂的可持续化发展并节约成本.     

有限空间风沙流动数值模拟及边界条件问题

采用Euler方法的双流体模型和颗粒动理学方法对二维风沙气固两相流动进行了数值模拟,研究不同边界条件下的气固两相速度与浓度分布以及进口条件下的风沙流动。结果表明,对边界为固体壁面的流动,沙粒边界条件对其浓度分布有严重的影响,必须计及能量平衡和沙粒速度滑移效应,体现为沙面上的沙粒起动和碰撞特性;进口效应的存在使得在较短的距离内不能获得合理的流动结构,要求根据实验给出准确的进口条件,或者计算域有足够的长度,使流动结构不受进口效应的影响。     

超细分级机进料管内颗粒分散的数值模拟

采用欧拉-拉格朗日模型对超细分级机进料管内的气固两相流进行了数值模拟。通过引入颗粒浓度分布不均匀度,建立了颗粒分散性的评价方法,对比分析了导流片数量、尺寸、间距分布形式、入口风速、入口固体浓度、粒径对颗粒分散性的影响。结果表明:导流片的添加能提高颗粒的分散性;随着入口风速的提高,颗粒分散性逐渐提高,当风速大于13.6m/s时,分散性变化不大;随着入口固体浓度的增加,颗粒分散性降低;随着粒径的增加,颗粒浓度分布不均匀度增加,颗粒的分散性变差,当粒径大于50μm时,颗粒分散性基本不变。     

喷气式飞机燃烧室的荷电特性

为获得空中目标的静电特性,分析了影响飞机静电场的主要因素,包括喷气式飞机燃烧室内的自由电子、正离子或负离子以及碳黑粒子.通过建立燃烧室内的荷电数学模型,采用仿真的方法对燃烧室的荷电特性进行了分析,得出了碳黑粒子是影响燃烧室荷电特性的关键因素,碳黑粒子的粒径及其荷电量对燃烧室荷电量和极性均有一定影响的结论.为进一步研究飞机机身荷电提供了基础.     

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。     

石灰浆液荷电喷雾脱硫流场的数值模拟

为了获得脱硫塔内荷电石灰浆液脱硫率的理论计算方法,开展了荷电气液两相流场的数值模拟.通过试验用脱硫塔内部荷电喷雾脱硫特点的分析,建立了几何模型、静电场模型和两相流模型,通过商用Fluent6.3计算功能的扩展,获得环状电极静电场分布,进而实现感应静电场与两相流场的耦合计算,分析了浆液荷电条件下的两相流场特性及其对脱硫效果的影响.结果表明:电场强度分布基本对称于脱硫塔轴线,随着与电极距离的增加场强衰减迅速;浆液滴荷电使射流区外侧卷吸区域加大,浆液滴速度下降,电极附近射流影响区域变短,有利于加强两相接触和SO2吸收,同向并流的荷电脱硫增益更明显.     

对高聚物薄膜栅控电晕注极的研究

本文以Teflon-FEP薄膜在常温下的空气中,加控制栅极前后进行电晕注极为例,研究了样品膜的注极效果。栅极的引入,不但能控制样品的表面电位值,而且使得样品的表面电荷分布更加均匀. 注极参数的变化将影响注极结果.实验表明:针极电压,注极时间,栅极电压,栅网孔径,针-栅间距和栅-膜间距各注极参数直接影响薄膜的表面电位值和表面电荷的分布.最后导出对Teflon-FEP薄膜的最佳注极参数,这些参数在同样条件下对其它聚合物也是适用的.