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《浙江工业大学》 2013年
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基于ESP粉尘颗粒收尘机理建模研究

王威  
【摘要】:国家空气质量标准的日益提高对静电除尘理论研究和创新设计提出了更高的要求。如何有效地提高除尘效率,降低出口粉尘浓度,成为当前电除尘研究的重点问题。电除尘理论研究的需要众多的实验验证,存在精确测量难度大、试验周期长和受研究设备约束等问题,难以从整体上把握结构的优化设计。除尘过程的仿真模拟能够有效提供现实条件模拟和验证分析,简化了理论验证过程和现场调试环节,为电除尘器的设计和运行提供重要参数,具有广泛的社会、经济、环境效益。除尘理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方式已成为当前除尘领域研究的主流方法。 本文对电除尘过程空间电场、粉尘输运与浓度分布、粉尘层堆积和面电荷形成与耗散进行数学建模,通过数值仿真结果分析对除尘效率的影响因素,使除尘器理论模型精确度更高、适应性更广泛。本文的主要工作和创新点如下: 1.研究静电除尘器的除尘机理,提出粉尘层堆积数学模型与电荷形成与耗散的数学模型。通过分析空间电场、气流流场和粉尘输运浓度分布数学控制方程,建立除尘模型数值仿真的算法流程。本文采用流体仿真软件FLUENT对流场流速和气压分布进行求解,空间电场和粉尘输运方程采用有限差分的方法进行离散,分析求解区域的边界条件并进行差分处理,通过Matlab软件对整个振打周期进行迭代数值计算。 2.考虑除尘过程粉尘层沉积电荷对降低除尘效率的影响。提出在除尘器振打周期内受到堆积电荷的影响,电除尘的收尘效率数值是非稳态的。数值结果探讨在振打周期内,沉积电荷层对空间电场、粉尘驱进、粉尘层沉积和电荷堆积速率的削弱作用,并提出保持理想除尘效率的振打清灰时间,为制定的除尘参数控制策略提供参考依据。 3.研究电除尘器中空间电场和粉尘浓度分布规律。线板距比例对电场强度分布有较大影响,获取均匀电场需控制板线距比例在0.5-1,对窄极板除尘器需要增大板线距。同时探讨极板表面湍流效应对流场的影响,探讨粉尘空间浓度分布、粉尘堆积、电荷沉积过程与除尘效率作用关系。 本文建立的数学模型为除尘理论创新研究进行了精确描述,并为推进电除尘器的创新设计提供理论计算模型。同时为电除尘器运行的提供了参数优化方向,用于提高电除尘器整体除尘效率,实现环境保护和增加社会效益的双重目标。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X701.2

【参考文献】
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