可吸入顆粒物是指通過口鼻進入人體呼吸道的顆粒物總稱,通常指粒徑小于10μm的顆粒物。該顆粒物對人類和環(huán)境的危害極大,而傳統(tǒng)的除塵器捕集該類顆粒的效率卻很低。利用可吸入顆粒的粘附特性,施加外場作用,使顆粒物發(fā)生團聚,可吸入顆粒平均粒徑增大后容易被電除塵器等常規(guī)設(shè)備從攜帶氣體中清除。因此可吸入顆粒物團聚作為一種預(yù)處理方法具有操作簡單、效率較高、成本低廉,有望獲得工業(yè)上的應(yīng)用。本文利用流體力學(xué)軟件FLUENT6.3對顆粒在流場中的運動軌跡進行模擬,分析顆粒在流場中的分布。建立了可吸入顆粒聲場與射流耦合團聚實驗設(shè)備,系統(tǒng)研究可吸入顆粒在聲場、射流及聲場與射流耦合作用下的冷態(tài)團聚特性。采用顆粒群動力學(xué)方程對顆粒碰撞團聚演變過程進行模擬計算,并與實驗結(jié)果相比較。采用顆粒軌道模型模擬顆粒在流場中的運動軌跡,首次通過動量方程將聲場引入模型中,聲場作用使顆粒在團聚室內(nèi)分布不均勻性增加,某些區(qū)域產(chǎn)生聚集。聲場對小顆粒夾帶速度高于對大顆粒的夾帶速度。湍流射流團聚過程中,顆粒與湍流射流氣體相互作用,不同粒徑顆粒從湍流射流流場中獲得能量不同,導(dǎo)致顆粒運動速度隨顆粒粒徑增大而減小。聲場與射流耦合團聚過程中,射流與... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

燃煤轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)及飛灰示意圖

[22]圖 1-2 除塵設(shè)備對細顆粒的收集效率Fig. 1-2 Capture efficiency of current filters下可吸入顆粒團聚對可吸入顆粒物的排放控制效果不明顯，因而，的可吸入顆�？刂萍夹g(shù)。由于傳統(tǒng)除塵設(shè)備對可，如果能夠利用可吸入顆粒物粒徑小而比表面積，便可以在傳統(tǒng)除塵器中進行有效脫除，減少煙和工業(yè)過程中廣泛存在。用利用聲場能量使氣溶膠中可吸入顆粒物發(fā)生團聚度變少，容易被電除塵器、布袋除塵器等常規(guī)設(shè)聚作為預(yù)處理過程能夠提高整個系統(tǒng)的除塵效率運動具有一個顯著的特點，懸浮于氣流中的小顆

?啪圩爸茫?ü?個專門設(shè)計的傳感器來控制聲強大小如圖1-3所示，聲波工作頻率選擇為在10 kHz或20 kHz，實驗研究表明高頻聲波同樣能夠有效促進顆粒團聚。課題組中Rodriguez-Maroto等[51]在10 kHz和20 kHz的高頻聲場下進行了一系列聲團聚效率的實驗，結(jié)果表明當(dāng)傳感器的數(shù)量相同（400 W），20 kHz時靜電除塵器出口煙氣中顆粒質(zhì)量濃度、微米級顆粒濃度和亞微米級顆粒濃度分別減少了37％、42％、39％；而10 kHz時則為32％、37%、39％。Riera-Franco等[53]研究了2種頻率（10kHz、20kHz）聲波作用下，濕度對于柴油機排放尾氣中亞微米顆粒清除效果的研究，結(jié)果表明適當(dāng)?shù)臐穸瓤梢栽黾游矚庵?.02-0.7 μm亞微米顆粒的清除，10 kHz的聲場對干煙氣顆粒沒有清除作用，而6％濕度時顆粒減少8％；20kHz的聲場中6％濕度能使顆粒減少56％。圖 1-3 壓電陶瓷換能器為聲源的聲波團聚室[48]Fig.1-3 Acoustic agglomeration chamber with sound source of piezoelectric ceramic transducer[30]Hoffmann 等 報道了常壓高溫(550℃)環(huán)境中燃煤飛灰在吸附劑和聲場共同作用下的團聚過程

【參考文獻】：
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