靜電除塵器內二次流的研究
A.環(huán)形電暈線。
本實用新型中,微粒通過電弧放電獲得?正電荷并通過電場力使其靠近收塵板,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流、電場、空間電荷相對密度、電暈線構造及粒子特性相互影響的危害。有些科研人員認為,二次電流體力學(EHD流)中的流動狀態(tài)對于顆粒捕集的高效性有著明顯的危害作用-44]。然而,EHD流動是否會增強或減弱亞微米粒子的整個堆積過程,仍然不清楚。
對Soldati等用電場藕合滲流的直接有限元分析(DNS)模式與無電場藕合滲流模式進行對比發(fā)現(xiàn),兩者滲流場的能量平衡發(fā)生了明顯的變化,在數(shù)值計算中應從多個方面考慮電場和滲流的藕合。后來,他們又科學地研究了EHD流動和滲漏對顆粒輸送的全過程和高效率捕集所造成的危害,觀查EHD流動再一次將顆粒帶進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改進的k-e湍流模型,在二維靜電除塵器上單極線實體模型下得到了EHD流動原理。研究發(fā)現(xiàn),高濃度EHD/Re2濃度下顆粒EHD流動對顆粒捕集效率的影響是非常明顯的。
阿達米亞克等[珂強調,EHD流改變了流行液體的流動性,危害了健身運動的健康,從而使微粒的運動軌跡復雜化。因此,EHD流對ESP特性的危害還有待進一步研究。在此之后,他們明確提出了一個簡單的三維靜電除塵器實體模型,用于科學研究EHD流對顆粒捕集的危害[35]o科學研究結果表明,EHD流只對非常小的顆粒捕集的效率有輕微的提高,而對整個顆粒捕集的高效危害卻可以忽略不計。
最近,Branken等人利用OpenFoam和STAR-CCM+CFD編碼技術對靜電除塵器多極線實體模型進行了建模。試驗結果表明,有限元分析與試驗結果基本一致。然而,詳盡而繁雜的三維模擬不僅要對EHD流動進行科學的研究,還要對顆粒健身運動所承受的各種不同的力進行評估,而且還要考慮電暈線的結構形式,特別是EHD流對亞微米顆粒輸運全過程和高效捕集的危害。
二、芒刺式電暈線。
對于電除塵器內傳統(tǒng)型環(huán)極線及其簡單的二維實體模型,二次流相關的科學研究也較多,基礎理論也比較完善。然而,針對電除塵器中芒刺極線二次流的科學研究還比較少,特別是針對顆粒堆積形態(tài)及高效捕集的相關科學研究。
波德林斯基(Piv)等[Podlinski]應用二維和三維粒子成像速度計(Piv),在各種正、負極電壓下的極線結構中獲得EHD流。實驗結果表明,由極線尖端產生的繁雜三維EHD流是由于極線尖端對流場方向的相關性所引起的渦旋對亞微米粒子軌跡的危害[49]。在高正向工作電壓下,EHD流與流場相互作用較強,產生了相對極強的渦旋擾流。由于負高工作電壓比正高壓在靜電除塵器中產生大量的正離子,因此,負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。最后,科學地研究了具有平行面的EHD流,并對其進行了串連排序,結果表明,EHD流能提高?亞微米粒子的捕集效率,特別是對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等厲旳應用持續(xù)過多弛豫方法,對靜電除塵器內流動性相互影響的分布進行科學研究。結果表明,由于離子風引起的流動性相互作用在每個硬刺電級別區(qū)域都會發(fā)生,并且在關鍵的流動性方向上會發(fā)生一種鋸齒狀的運動[?他們還強調說,流行液體與EHD流之間存在極強的相互作用,當流行液體的流速為O.lm/s吐怙=3.9時,隨著抗壓強度的提高,液體的相互作用強度隨S數(shù)的增加而提高[o]。
利用混和有限元分析擴散系數(shù)校驗輸運的數(shù)值計算方法,對運行規(guī)模的靜電除塵器試驗[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密度的差異很小[1],整個室內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,對極線周圍沿X方位向分布的X速率分布情況進行了科學研究,著重指出,越靠近極線頂點的頂點的X方位分布速度越多。他們還強調,對于假設相同的弧放電流量,充放電等級應配置為單側雙面芒刺極線頂端有利于上游和下游的極線IM。
對Branken等人的有限元分析結果表明,與環(huán)形靜電除塵器相比,芒刺極線靜電感應引起的空間電荷相對密度大約高一個量級。按照相同的標準,芒刺極線的顆粒捕集比環(huán)形極線的捕集更有效。