靜電除塵器內(nèi)二次流的研究
A.環(huán)形電暈線。
本實(shí)用新型中,微粒通過電弧放電獲得?正電荷并通過電場(chǎng)力使其靠近收塵板,然后樹脂吸附煙塵中的微粒。電除塵器中粒子在中間受到勢(shì)流、電場(chǎng)、空間電荷相對(duì)密度、電暈線構(gòu)造及粒子特性相互影響的危害。有些科研人員認(rèn)為,二次電流體力學(xué)(EHD流)中的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)于顆粒捕集的高效性有著明顯的危害作用-44]。然而,EHD流動(dòng)是否會(huì)增強(qiáng)或減弱亞微米粒子的整個(gè)堆積過程,仍然不清楚。
對(duì)Soldati等用電場(chǎng)藕合滲流的直接有限元分析(DNS)模式與無(wú)電場(chǎng)藕合滲流模式進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),兩者滲流場(chǎng)的能量平衡發(fā)生了明顯的變化,在數(shù)值計(jì)算中應(yīng)從多個(gè)方面考慮電場(chǎng)和滲流的藕合。后來(lái),他們又科學(xué)地研究了EHD流動(dòng)和滲漏對(duì)顆粒輸送的全過程和高效率捕集所造成的危害,觀查EHD流動(dòng)再一次將顆粒帶進(jìn)安全通道管理中心區(qū)域,又將顆粒掃向集塵板,從而忽略了整體捕集高效率的危害。
Chun等旳選取Chen-Kim改進(jìn)的k-e湍流模型,在二維靜電除塵器上單極線實(shí)體模型下得到了EHD流動(dòng)原理。研究發(fā)現(xiàn),高濃度EHD/Re2濃度下顆粒EHD流動(dòng)對(duì)顆粒捕集效率的影響是非常明顯的。
阿達(dá)米亞克等[珂強(qiáng)調(diào),EHD流改變了流行液體的流動(dòng)性,危害了健身運(yùn)動(dòng)的健康,從而使微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜化。因此,EHD流對(duì)ESP特性的危害還有待進(jìn)一步研究。在此之后,他們明確提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的三維靜電除塵器實(shí)體模型,用于科學(xué)研究EHD流對(duì)顆粒捕集的危害[35]o科學(xué)研究結(jié)果表明,EHD流只對(duì)非常小的顆粒捕集的效率有輕微的提高,而對(duì)整個(gè)顆粒捕集的高效危害卻可以忽略不計(jì)。
最近,Branken等人利用OpenFoam和STAR-CCM+CFD編碼技術(shù)對(duì)靜電除塵器多極線實(shí)體模型進(jìn)行了建模。試驗(yàn)結(jié)果表明,有限元分析與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。然而,詳盡而繁雜的三維模擬不僅要對(duì)EHD流動(dòng)進(jìn)行科學(xué)的研究,還要對(duì)顆粒健身運(yùn)動(dòng)所承受的各種不同的力進(jìn)行評(píng)估,而且還要考慮電暈線的結(jié)構(gòu)形式,特別是EHD流對(duì)亞微米顆粒輸運(yùn)全過程和高效捕集的危害。
二、芒刺式電暈線。
對(duì)于電除塵器內(nèi)傳統(tǒng)型環(huán)極線及其簡(jiǎn)單的二維實(shí)體模型,二次流相關(guān)的科學(xué)研究也較多,基礎(chǔ)理論也比較完善。然而,針對(duì)電除塵器中芒刺極線二次流的科學(xué)研究還比較少,特別是針對(duì)顆粒堆積形態(tài)及高效捕集的相關(guān)科學(xué)研究。
波德林斯基(Piv)等[Podlinski]應(yīng)用二維和三維粒子成像速度計(jì)(Piv),在各種正、負(fù)極電壓下的極線結(jié)構(gòu)中獲得EHD流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由極線尖端產(chǎn)生的繁雜三維EHD流是由于極線尖端對(duì)流場(chǎng)方向的相關(guān)性所引起的渦旋對(duì)亞微米粒子軌跡的危害[49]。在高正向工作電壓下,EHD流與流場(chǎng)相互作用較強(qiáng),產(chǎn)生了相對(duì)極強(qiáng)的渦旋擾流。由于負(fù)高工作電壓比正高壓在靜電除塵器中產(chǎn)生大量的正離子,因此,負(fù)高放電比正高放電能更有效地提高捕集?亞微米粒子[52’53];此外,由于較高的Ehd/Re2所占的比例,渦流也較強(qiáng)。最后,科學(xué)地研究了具有平行面的EHD流,并對(duì)其進(jìn)行了串連排序,結(jié)果表明,EHD流能提高?亞微米粒子的捕集效率,特別是對(duì)具有多條芒刺極線串連的EHD流,EHD流更為合理。
在多條芒刺極線上,F(xiàn)ujishima等厲旳應(yīng)用持續(xù)過多弛豫方法,對(duì)靜電除塵器內(nèi)流動(dòng)性相互影響的分布進(jìn)行科學(xué)研究。結(jié)果表明,由于離子風(fēng)引起的流動(dòng)性相互作用在每個(gè)硬刺電級(jí)別區(qū)域都會(huì)發(fā)生,并且在關(guān)鍵的流動(dòng)性方向上會(huì)發(fā)生一種鋸齒狀的運(yùn)動(dòng)[?他們還強(qiáng)調(diào)說,流行液體與EHD流之間存在極強(qiáng)的相互作用,當(dāng)流行液體的流速為O.lm/s吐怙=3.9時(shí),隨著抗壓強(qiáng)度的提高,液體的相互作用強(qiáng)度隨S數(shù)的增加而提高[o]。
利用混和有限元分析擴(kuò)散系數(shù)校驗(yàn)輸運(yùn)的數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)運(yùn)行規(guī)模的靜電除塵器試驗(yàn)[53’54]o他們考慮了分布在芒刺頂部表面勻稱和不勻稱的正離子電子密度。模擬結(jié)果顯示,均勻充放電和不均勻充放電之間正離子空間電荷相對(duì)密度的差異很小[1],整個(gè)室內(nèi)空間電子密度基本相同。為使極線周圍漩渦的形成原理更清楚,對(duì)極線周圍沿X方位向分布的X速率分布情況進(jìn)行了科學(xué)研究,著重指出,越靠近極線頂點(diǎn)的頂點(diǎn)的X方位分布速度越多。他們還強(qiáng)調(diào),對(duì)于假設(shè)相同的弧放電流量,充放電等級(jí)應(yīng)配置為單側(cè)雙面芒刺極線頂端有利于上游和下游的極線IM。
對(duì)Branken等人的有限元分析結(jié)果表明,與環(huán)形靜電除塵器相比,芒刺極線靜電感應(yīng)引起的空間電荷相對(duì)密度大約高一個(gè)量級(jí)。按照相同的標(biāo)準(zhǔn),芒刺極線的顆粒捕集比環(huán)形極線的捕集更有效。