靜電除塵器的模型建立及驗(yàn)證
本章首先介紹了電除塵器內(nèi)部的數(shù)值模擬方式,重點(diǎn)介紹了電勢(shì)差和空間電荷相對(duì)密度、流體力學(xué)、粒子動(dòng)力學(xué)模型、粒子荷電實(shí)體模型以及數(shù)值模擬計(jì)算步驟。本文選取Penney等人和Hewitt等實(shí)驗(yàn)分別對(duì)電暈放電電場(chǎng)和粒子荷電進(jìn)行了驗(yàn)證,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值模擬,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。開展了顆粒荷電原理和布郎擴(kuò)散力在數(shù)值模擬中的驗(yàn)證和標(biāo)值科學(xué)研究。
2.1數(shù)字仿真模式。
本文采用數(shù)值模擬的方法,對(duì)靜電除塵器試驗(yàn)中無法解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行了詳盡的科學(xué)研究,利用Fluent軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)靜電除塵器中電場(chǎng)、微粒場(chǎng)、勢(shì)流和微粒荷電進(jìn)行了用戶自定義函數(shù)(UDF)程序編寫。利用UDF中UDS展開程序?qū)懗鲭姵龎m器中電場(chǎng)和空間電荷相對(duì)密度的程序;使用標(biāo)準(zhǔn)k-f湍流模型計(jì)算安全通道中的勢(shì)流。針對(duì)電場(chǎng)熱對(duì)流場(chǎng)的危害,在動(dòng)量方程中增加了相關(guān)源項(xiàng);靜電除塵器中顆粒受力的關(guān)鍵問題考慮了拉力、電場(chǎng)力和布郎擴(kuò)散力,并編寫了關(guān)于電場(chǎng)力和布郎擴(kuò)散力的相對(duì)程序代碼;對(duì)普通且可用的無量綱荷電實(shí)體模型及它們之間的相關(guān)性進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對(duì)粒子的場(chǎng)致荷電和擴(kuò)散荷電進(jìn)行了標(biāo)值研究。采用DPM實(shí)體模型進(jìn)行測(cè)量,對(duì)細(xì)粒度運(yùn)動(dòng)全過程進(jìn)行測(cè)量,對(duì)顆粒進(jìn)行拉格朗日方式非恒定跟蹤測(cè)量,用于健身運(yùn)動(dòng)的測(cè)量。
為進(jìn)一步減小數(shù)值模擬的測(cè)算量,在可適用的范圍內(nèi),對(duì)數(shù)值模擬的測(cè)算量作了一定的簡(jiǎn)化,并假設(shè)如下:
由于煤煙中顆粒濃度值較低,且顆粒較小,因此顆粒熱對(duì)流場(chǎng)危害可以忽略不計(jì)。
煙塵中顆粒濃度值較低,顆粒獲得?時(shí)的感應(yīng)起電量較小,工作中產(chǎn)生的電場(chǎng)熱對(duì)流在粒子中間產(chǎn)生的電場(chǎng)可以忽略。
模擬結(jié)果表明,由于亞微米顆粒受力不能忽略,故顆粒受力為亞微米顆粒受力-拉脫力,而受力-拉脫力分別為場(chǎng)力-拉脫力和拉脫力-拉脫力。
(4)顆粒健身運(yùn)動(dòng)對(duì)集塵器板面的橫移轉(zhuǎn)移率很低,沒有考慮到顆粒堆積對(duì)集塵器板面的橫移。
粉塵環(huán)境濕度較低,粒子濃度值較低,因此忽略了粒子中間團(tuán)圓效應(yīng)。