静电除尘器内二次流的研究

  A.环形电晕线。

  本实用新型中,微粒通过电弧放电获得?正电荷并通过电场力使其靠近收尘板,然后树脂吸附烟尘中的微粒。电除尘器中粒子在中间受到势流、电场、空间电荷相对密度、电晕线构造及粒子特性相互影响的危害。有些科研人员认为,二次电流体力学(EHD流)中的流动状态对于颗粒捕集的高效性有着明显的危害作用-44]。然而,EHD流动是否会增强或减弱亚微米粒子的整个堆积过程,仍然不清楚。

  对Soldati等用电场藕合渗流的直接有限元分析(DNS)模式与无电场藕合渗流模式进行对比发现,两者渗流场的能量平衡发生了明显的变化,在数值计算中应从多个方面考虑电场和渗流的藕合。后来,他们又科学地研究了EHD流动和渗漏对颗粒输送的全过程和高效率捕集所造成的危害,观查EHD流动再一次将颗粒带进安全通道管理中心区域,又将颗粒扫向集尘板,从而忽略了整体捕集高效率的危害。

  Chun等旳选取Chen-Kim改进的k-e湍流模型,在二维静电除尘器上单极线实体模型下得到了EHD流动原理。研究发现,高浓度EHD/Re2浓度下颗粒EHD流动对颗粒捕集效率的影响是非常明显的。

  阿达米亚克等[珂强调,EHD流改变了流行液体的流动性,危害了健身运动的健康,从而使微粒的运动轨迹复杂化。因此,EHD流对ESP特性的危害还有待进一步研究。在此之后,他们明确提出了一个简单的三维静电除尘器实体模型,用于科学研究EHD流对颗粒捕集的危害[35]o科学研究结果表明,EHD流只对非常小的颗粒捕集的效率有轻微的提高,而对整个颗粒捕集的高效危害却可以忽略不计。

  最近,Branken等人利用OpenFoam和STAR-CCM+CFD编码技术对静电除尘器多极线实体模型进行了建模。试验结果表明,有限元分析与试验结果基本一致。然而,详尽而繁杂的三维模拟不仅要对EHD流动进行科学的研究,还要对颗粒健身运动所承受的各种不同的力进行评估,而且还要考虑电晕线的结构形式,特别是EHD流对亚微米颗粒输运全过程和高效捕集的危害。

  二、芒刺式电晕线。

  对于电除尘器内传统型环极线及其简单的二维实体模型,二次流相关的科学研究也较多,基础理论也比较完善。然而,针对电除尘器中芒刺极线二次流的科学研究还比较少,特别是针对颗粒堆积形态及高效捕集的相关科学研究。

  波德林斯基(Piv)等[Podlinski]应用二维和三维粒子成像速度计(Piv),在各种正、负极电压下的极线结构中获得EHD流。实验结果表明,由极线尖端产生的繁杂三维EHD流是由于极线尖端对流场方向的相关性所引起的涡旋对亚微米粒子轨迹的危害[49]。在高正向工作电压下,EHD流与流场相互作用较强,产生了相对极强的涡旋扰流。由于负高工作电压比正高压在静电除尘器中产生大量的正离子,因此,负高放电比正高放电能更有效地提高捕集?亚微米粒子[52’53];此外,由于较高的Ehd/Re2所占的比例,涡流也较强。最后,科学地研究了具有平行面的EHD流,并对其进行了串连排序,结果表明,EHD流能提高?亚微米粒子的捕集效率,特别是对具有多条芒刺极线串连的EHD流,EHD流更为合理。

  在多条芒刺极线上,Fujishima等厉旳应用持续过多弛豫方法,对静电除尘器内流动性相互影响的分布进行科学研究。结果表明,由于离子风引起的流动性相互作用在每个硬刺电级别区域都会发生,并且在关键的流动性方向上会发生一种锯齿状的运动[?他们还强调说,流行液体与EHD流之间存在极强的相互作用,当流行液体的流速为O.lm/s吐怙=3.9时,随着抗压强度的提高,液体的相互作用强度随S数的增加而提高[o]。

  利用混和有限元分析扩散系数校验输运的数值计算方法,对运行规模的静电除尘器试验[53’54]o他们考虑了分布在芒刺顶部表面匀称和不匀称的正离子电子密度。模拟结果显示,均匀充放电和不均匀充放电之间正离子空间电荷相对密度的差异很小[1],整个室内空间电子密度基本相同。为使极线周围漩涡的形成原理更清楚,对极线周围沿X方位向分布的X速率分布情况进行了科学研究,着重指出,越靠近极线顶点的顶点的X方位分布速度越多。他们还强调,对于假设相同的弧放电流量,充放电等级应配置为单侧双面芒刺极线顶端有利于上游和下游的极线IM。

  对Branken等人的有限元分析结果表明,与环形静电除尘器相比,芒刺极线静电感应引起的空间电荷相对密度大约高一个量级。按照相同的标准,芒刺极线的颗粒捕集比环形极线的捕集更有效。

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