本文關(guān)鍵詞：新型雙渦旋極板電除塵器數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,目前已經(jīng)嚴(yán)重影響到了人們的身體健康和日常生活。微細(xì)粉塵,尤其是PM10以下的粉塵對(duì)人體健康危害更大。針對(duì)這些粉塵污染的治理,最常用的設(shè)備為電除塵器,但是現(xiàn)有電除塵設(shè)備通常存在著離子濃度低,粉塵粒子荷電凝并率低等一系列問(wèn)題,并沒(méi)有從根本上解決微細(xì)粉塵去除效率低等一系列問(wèn)題。為了解決電除塵器超微細(xì)粉塵去除效率低、設(shè)計(jì)參數(shù)不足等問(wèn)題,本文引入了一種新型雙渦旋極板電除塵器,并對(duì)其除塵特性進(jìn)行仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究。該種新型除塵器采用具有改進(jìn)折點(diǎn)弧度的雙渦旋形收塵極板,其極板垂直于氣流方向放置,每排極板前面加了一排電極,彌補(bǔ)了以往設(shè)計(jì)中由于電極與極板間的距離過(guò)大而造成的部分區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度較弱的問(wèn)題。該新型除塵器性能優(yōu)勢(shì)十分明顯,對(duì)微細(xì)粉塵的捕集效果良好。其提高微細(xì)粉塵的去除效率主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是可以提高離子濃度、增加粉塵粒子荷電凝并率,二是能夠增加顆粒停留時(shí)間和碰撞幾率。本文采用ANSYS14.0中FLUENT流體仿真軟件對(duì)該電除塵器進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,首次采用用戶自定義函數(shù)UDF在模擬過(guò)程中加載上電場(chǎng)力作用。進(jìn)而對(duì)該新型電除塵器進(jìn)行了流場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)等各種因素作用下的數(shù)值模擬研究,使研究更加完整、科學(xué)、準(zhǔn)確。并且針對(duì)數(shù)值計(jì)算進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究為除塵器設(shè)計(jì)研究和工業(yè)應(yīng)用提供了重要的的參數(shù)和依據(jù)。本文主要通過(guò)理論分析、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究三個(gè)部分對(duì)新型雙渦旋極板電除塵器進(jìn)行研究。研究過(guò)程為:(1)進(jìn)行相應(yīng)理論分析研究,為仿真模擬和實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ);(2)對(duì)新型雙渦旋極板電除塵器的連續(xù)相流場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算、對(duì)該除塵器的連續(xù)相與離散相的耦合進(jìn)行模擬計(jì)算;(3)根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算,設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)模擬計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和論證。主要研究結(jié)果如下:(1)連續(xù)相流場(chǎng)的模擬結(jié)果表明:隨著入口平均風(fēng)速的提高,除塵器內(nèi)部壓力損失不斷增加,當(dāng)除塵器入口風(fēng)速提高到3 m/s時(shí),壓力損失為260帕左右,仍低于中阻力除塵設(shè)備的壓力損失,能夠滿足除塵設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。當(dāng)H為14mm,d為110 mm時(shí),收塵區(qū)域能形成較為良好的渦旋氣流,大大增加了粉塵顆粒在除塵區(qū)域的停留時(shí)間,同時(shí)能夠增加粉塵粒子的碰撞幾率。v控制在3 m/s以下時(shí),極板附近區(qū)域的氣流速度都比較低。擋板以45°放置時(shí),擋板右上方湍流較為劇烈,左下方湍流強(qiáng)度較低,能夠有效防止二次揚(yáng)塵。H為14 mm、d為110 mm、v為3 m/s以下時(shí)除塵器性能較佳。(2)連續(xù)相與離散相的耦合計(jì)算結(jié)果表明:除塵器內(nèi)顆粒軌跡呈現(xiàn)出較為劇烈的旋流,湍流效果良好,十分利于粉塵荷電;從追蹤軌跡可以得出,此除塵器內(nèi)部粉塵顆粒的軌跡呈現(xiàn)出較明顯的螺旋狀,這使得顆粒的運(yùn)行距離大幅度增大,進(jìn)而提高了被捕集的幾率;從追蹤的顆粒停留時(shí)間分布可以得出粉塵粒徑越大,被捕集的時(shí)間越短;顆粒停留時(shí)間是常規(guī)除塵器的2-3倍;該除塵器除塵效率極高,對(duì)PM10的去除效率可以高達(dá)96.5%。該除塵器工作電壓為18 kV-18.5kV時(shí)除塵性能較佳。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究可以得出:該除塵器除塵效率極高,實(shí)驗(yàn)所得除塵效率比模擬所得結(jié)果略微有所降低,但與數(shù)值模擬的結(jié)果基本相吻合。d為110 mm、P為18 kV、H為14 mm、v為3 m/s左右,新型雙渦旋極板電除塵除塵性能較佳。
【關(guān)鍵詞】：雙渦旋極板 電除塵器 數(shù)值計(jì)算 FLUENT UDF 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X701.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 靜電除塵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 常規(guī)電除塵器的發(fā)展13-15
• 1.2.2 橫向極板電除塵器的發(fā)展15-17
• 1.2.3 電除塵器組合技術(shù)的發(fā)展17
• 1.2.4 電除塵器數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展17-18
• 1.3 課題研究的目的和意義18-19
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線19-21
• 1.4.1 課題研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.4.2 課題研究技術(shù)路線20-21
• 第2章 新型雙渦旋極板電除塵器除塵理論基礎(chǔ)21-31
• 2.1 新型雙渦旋極板電除塵器除塵機(jī)理21-24
• 2.1.1 電暈放電電離21-22
• 2.1.2 粉塵荷電22-23
• 2.1.3 粉塵捕集23-24
• 2.1.4 清灰24
• 2.2 新型雙渦旋極板ESP結(jié)構(gòu)特點(diǎn)24-25
• 2.3 新型雙渦旋極板電除塵器數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)25-30
• 2.3.1 基本控制方程26-27
• 2.3.2 CFD數(shù)值計(jì)算方法27-28
• 2.3.3 流場(chǎng)算法28-29
• 2.3.4 離散相模型29
• 2.3.5 用戶自定義函數(shù) (UDF)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 新型雙渦旋橫向極板電除塵器數(shù)值模擬31-41
• 3.1 創(chuàng)建幾何模型31-32
• 3.2 網(wǎng)格劃分32-36
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分種類(lèi)32-33
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分步驟33-35
• 3.2.3 指定邊界類(lèi)型和區(qū)域類(lèi)型35-36
• 3.3 模擬計(jì)算設(shè)置36-40
• 3.3.1 求解器選型和網(wǎng)格的相關(guān)設(shè)置36
• 3.3.2 計(jì)算模型設(shè)置36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 數(shù)值模擬結(jié)果與分析41-56
• 4.1 連續(xù)相流場(chǎng)模擬計(jì)算41-48
• 4.1.1 收塵極板高度對(duì)流場(chǎng)特性的影響41-44
• 4.1.2 收塵極板排間距對(duì)流場(chǎng)特性的影響44-46
• 4.1.3 氣流速度對(duì)流場(chǎng)特性的影響46-47
• 4.1.4 擋板對(duì)流場(chǎng)特性的影響47-48
• 4.2 流場(chǎng)連續(xù)相與離散相耦合模擬48-54
• 4.2.1 不考慮電場(chǎng)力影響的計(jì)算結(jié)果48-50
• 4.2.2 考慮電場(chǎng)力影響的計(jì)算結(jié)果50-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第五章 除塵特性實(shí)驗(yàn)研究56-65
• 5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置56-58
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置56-58
• 5.1.2 試驗(yàn)方案58
• 5.1.3 試驗(yàn)步驟58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析58-62
• 5.2.1 排間距對(duì)除塵效率的影響58-59
• 5.2.2 氣流速度對(duì)除塵效率的影響59-60
• 5.2.3 外加電壓對(duì)除塵效率的影響60-61
• 5.2.4 極板高度對(duì)除塵效率的影響61-62
• 5.3 除塵效率驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-68
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 課題創(chuàng)新點(diǎn)66
• 6.3 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73-74
• 研究生期間發(fā)表論文74

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1 熊文炎;錢(qián)朋壽;;潛孔鉆亞濕多方位除塵器技術(shù)性能剖析[J];工業(yè)安全與防塵;1991年11期

2 張自強(qiáng);除塵器性能的綜合評(píng)定[J];煤氣與熱力;1992年03期

3 劉炳江;顧強(qiáng);;礦區(qū)除塵器性能計(jì)算修正[J];煤礦環(huán)境保護(hù);1993年04期

4 翟國(guó)棟,嚴(yán)升明,董志峰;優(yōu)化引射除塵器性能的研究[J];煤礦環(huán)境保護(hù);2000年03期

5 呂保和;;移動(dòng)式顆粒床除塵器的設(shè)計(jì)研究[J];中國(guó)工程科學(xué);2007年10期

6 李雪忠;李勇;王旭升;;電袋復(fù)合式除塵器的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì);2009年S1期

7 趙俊平;;保德神東發(fā)電公司2號(hào)爐除塵器技術(shù)改造[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2011年02期

8 易柏軍;曾毅夫;;塑燒管除塵器在冶金精軋線的應(yīng)用[J];中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè);2011年06期

9 龔佩;;除塵系統(tǒng)中除塵器的選擇[J];北方環(huán)境;2011年07期

10 李小川;胡亞非;張巍;陳明軍;;基于液相調(diào)節(jié)的除塵器阻力特性[J];煤炭學(xué)報(bào);2013年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 程保平;魏建鵬;;電袋復(fù)合式除塵器改造的技術(shù)探討[A];全國(guó)火電大機(jī)組（300MW級(jí)）競(jìng)賽第38屆年會(huì)論文集[C];2009年

2 王明星;沈恒根;周睿;丁毅;史德明;夏勇軍;李通;;某燃煤電廠鍋爐除塵器“電改袋”后問(wèn)題的數(shù)值模擬分析[A];第十五屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)第9分會(huì)場(chǎng)：火電廠煙氣凈化與節(jié)能技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

3 徐志海;陳學(xué)功;;水泥干法生產(chǎn)線窯頭窯尾大型脈沖袋除塵器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];中國(guó)水泥協(xié)會(huì)環(huán)保和資源綜合利用專(zhuān)業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)會(huì)議文集[C];2011年

4 單濤;李天棟;陳泉;;DLFM型電袋復(fù)合式除塵器的應(yīng)用[A];第十三屆中國(guó)電除塵學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

5 祁君田;;燃煤電廠電除塵器性能調(diào)整問(wèn)題的討論[A];第十屆全國(guó)電除塵、第二屆脫硫?qū)W術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

6 劉忠東;;探討PowerCore~(TM)除塵器在水泥生產(chǎn)中應(yīng)用[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)環(huán)保學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

7 ;一種提高電除塵器性能的電能增強(qiáng)器-JuiceCan~(TM)[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)環(huán)保學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

8 劉飛;林豹;;煙氣干式脫硫?qū)Τ龎m器性能影響的分析[A];全國(guó)暖通空調(diào)制冷2006學(xué)術(shù)年會(huì)資料集[C];2006年

9 王浩明;張其俊;孫禮明;;溫度濕度對(duì)高溫玻纖袋除塵器若干性能的影響[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)水泥基材料論文集（上冊(cè)）[C];2003年

10 王浩明;張其俊;孫禮明;;溫度濕度對(duì)高溫玻纖袋除塵器若干性能的影響[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)環(huán)保學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

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1 合肥水泥設(shè)計(jì)研究院 焦永道;袋、電除塵器性能及節(jié)能效果分析[N];中國(guó)建材報(bào);2007年

2 道爾吉;HKM鋼廠的有效二次除塵[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2009年

3 合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 徐平安;采用電、袋除塵器處理水泥窯尾煙氣比較[N];中國(guó)建材報(bào);2006年

4 本報(bào)記者 李層;電袋除塵助力綠色奧運(yùn)[N];中國(guó)電力報(bào);2008年

5 徐志海;水泥生產(chǎn)線窯頭窯尾脈沖袋除塵器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[N];中國(guó)建材報(bào);2011年

6 中國(guó)建材機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng) 劉懷平;淺談水泥干法生產(chǎn)線窯頭窯尾大型脈沖袋除塵器[N];中國(guó)建材報(bào);2008年

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1 丁奇嶇;電袋除塵器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)值模擬研究[D];江西理工大學(xué);2015年

2 黃正石;飛行器環(huán)控系統(tǒng)新型引氣除塵器仿真及性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 王云龍;基于FLUENT對(duì)井下除塵器的流場(chǎng)分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];華北理工大學(xué);2015年

4 崔少平;濕式電除塵技術(shù)的研究[D];華北電力大學(xué);2015年

5 邱乾勝;濕式金屬網(wǎng)除塵器性能研究[D];東北大學(xué);2014年

6 顧亞川;新型雙渦旋極板電除塵器數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D];江蘇大學(xué);2016年

7 李燕;除塵器在大型燃煤機(jī)組上的應(yīng)用研究[D];華北電力大學(xué);2014年

8 許燕華;電焊煙除塵器設(shè)計(jì)與性能實(shí)驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2011年

9 李匯才;珠江電廠除塵器改造工程研究[D];華南理工大學(xué);2014年

10 趙麗;燃煤電廠電—袋復(fù)合式除塵器優(yōu)化控制的仿真運(yùn)行研究[D];華北電力大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：991519