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高风速横向极板电除尘器的数值模拟

王延民  
【摘要】: 电除尘器是目前最有效和应用最广的除尘装置之一。但由于其体积大,一次投资过高,钢材用量过多等因素严重制约了其更进一步的应用,也给实验室研究带来很多困难。 高风速横向极板电除尘器采用一种新的设计方法,能够提高电除尘器内部离子浓度,有利于粉尘荷电进而有利于除尘效率的提高。而且随着计算机技术的发展,尤其是数值模拟技术的应用,使得电除尘数学模型的更精确求解以及形象直观地显示求解结果成为可能。电除尘器数学模型己经成为电除尘器设计、评价和研究的重要辅助手段。本文在全面系统地介绍静电除尘器去除空气中颗粒污染物原理的基础上,研究FLUENT计算流体软件在电除尘器中的应用,建立了适合该软件求解的电除尘器数学物理模型,构造了适合该软件求解的控制方程及边界条件,控制方程包括:颗粒荷电方程,电场方程和离子守恒方程,气体质量、动量的时均守恒方程,颗粒运动动力学方程。 利用计算流体力学(CFD)技术对高风速横向极板电除尘器进行数值模拟。计算采用SIMPLE算法,用前处理软件ICEM对几何模型进行网格划分,用FLUENT软件借助离散相模型考查风速,粉尘粒径,电压三种因素与除尘效率之间的关系,得出除尘效率随电压,粉尘粒径的提高而增大,风速在一定范围内成为了提高除尘效率的有利因素。数值模拟的结果可以指导高风速横向极板电除尘器的设计和运行优化。结果表明,高风速横向极板电除尘器在保证除尘效率的情况下可以提高电除尘器处理烟尘量,实现电除尘器的小型化,降低了其一次性投资,从而有利于其更广泛的应用。


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