本文關(guān)鍵詞：基于群體平衡模型的燃煤超細(xì)顆粒物聚團(tuán)研究

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【摘要】：在中國(guó)的大多數(shù)主要城市空氣中的顆粒物現(xiàn)在超過二氧化硫和氮氧化物成為主要的城市污染物。燃煤發(fā)電廠排放的飛灰顆粒是空氣中PM2.5的主要來源之一。飛灰顆粒會(huì)引起各種問題,特別是環(huán)境和健康問題。由于燃煤煙氣細(xì)顆粒物所帶來的嚴(yán)重危害,如何高效的將其捕集是當(dāng)前的熱點(diǎn)與重點(diǎn)。本文研究顆粒不同聚團(tuán)機(jī)理模型對(duì)顆粒湍流聚團(tuán)過程的影響�；贔LUENT軟件UDF功能自定義聚團(tuán)核,考慮顆粒間排斥勢(shì)能Umax和流體力學(xué)作用力對(duì)聚并率的影響,引入捕集效率f(α)對(duì)聚團(tuán)核進(jìn)行修正,構(gòu)建新的修正湍流聚并模型,并將該模型與傳統(tǒng)湍流聚并模型進(jìn)行比較。通過群體平衡模型耦合CFD對(duì)顆粒聚團(tuán)過程進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)旋風(fēng)分離器除塵器內(nèi)超細(xì)顆粒物聚團(tuán)過程進(jìn)行研究,為了得到顆粒聚團(tuán)對(duì)旋風(fēng)分離器分離性能的影響,在不同入口顆粒濃度與入口氣速下研究其對(duì)分離效率的影響。采用雷諾應(yīng)力模型(RSM)計(jì)算湍流流場(chǎng),通過群體平衡模型(PBM)耦合CFD對(duì)顆粒相進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。研究結(jié)果表明:時(shí)間為2s時(shí),旋風(fēng)分離器內(nèi)的聚團(tuán)作用已經(jīng)趨于穩(wěn)定,顆粒粒徑在1.5μm到3μm范圍的顆粒在旋風(fēng)分離器內(nèi)基本無(wú)法被捕集,而粒徑大于5μm的顆粒其分離效率接近于100%;隨著入口顆粒濃度的增加,總體分離效率增加,而增加入口氣體速度,對(duì)分離效率的影響并不是很大。對(duì)新型湍流聚并器超細(xì)顆粒聚團(tuán)機(jī)理進(jìn)行研究,為提高其捕集效率的一種方法是增加飛灰顆粒的尺寸,即在通過靜電除塵器或袋式除塵器之前通過物理或化學(xué)作用提高亞微米級(jí)顆粒聚團(tuán)。湍流聚團(tuán)由于其操作簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)營(yíng)成本低,在各種新技術(shù)中有更好的發(fā)展前景。湍流聚并器是通過氣流中顆粒之間的湍流而引起顆粒碰撞過程的增加,湍流導(dǎo)致顆粒相互之間速度的差異,提高顆粒間物理碰撞作用從而形成超細(xì)顆粒的聚團(tuán)。通過群體平衡模型耦合CFD對(duì)顆粒聚團(tuán)過程進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明:通過對(duì)理想湍流聚并模型和修正湍流聚并模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,理想湍流聚并模型的誤差在8%左右,而修正湍流聚并模型誤差僅有3%,修正湍流聚并模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。布朗聚并對(duì)粒徑小于2μm顆粒有明顯減少作用,布朗聚并在湍流聚并中不可以忽略,修正湍流聚并耦合布朗聚并模型基本與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O359;O357.5;X773

【相似文獻(xiàn)】

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