可吸入顆粒物是指通過(guò)口鼻進(jìn)入人體呼吸道的顆粒物總稱(chēng),通常指粒徑小于10μm的顆粒物。該顆粒物對(duì)人類(lèi)和環(huán)境的危害極大,而傳統(tǒng)的除塵器捕集該類(lèi)顆粒的效率卻很低。利用可吸入顆粒的粘附特性,施加外場(chǎng)作用,使顆粒物發(fā)生團(tuán)聚,可吸入顆粒平均粒徑增大后容易被電除塵器等常規(guī)設(shè)備從攜帶氣體中清除。因此可吸入顆粒物團(tuán)聚作為一種預(yù)處理方法具有操作簡(jiǎn)單、效率較高、成本低廉,有望獲得工業(yè)上的應(yīng)用。本文利用流體力學(xué)軟件FLUENT6.3對(duì)顆粒在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行模擬,分析顆粒在流場(chǎng)中的分布。建立了可吸入顆粒聲場(chǎng)與射流耦合團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)設(shè)備,系統(tǒng)研究可吸入顆粒在聲場(chǎng)、射流及聲場(chǎng)與射流耦合作用下的冷態(tài)團(tuán)聚特性。采用顆粒群動(dòng)力學(xué)方程對(duì)顆粒碰撞團(tuán)聚演變過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。采用顆粒軌道模型模擬顆粒在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡,首次通過(guò)動(dòng)量方程將聲場(chǎng)引入模型中,聲場(chǎng)作用使顆粒在團(tuán)聚室內(nèi)分布不均勻性增加,某些區(qū)域產(chǎn)生聚集。聲場(chǎng)對(duì)小顆粒夾帶速度高于對(duì)大顆粒的夾帶速度。湍流射流團(tuán)聚過(guò)程中,顆粒與湍流射流氣體相互作用,不同粒徑顆粒從湍流射流流場(chǎng)中獲得能量不同,導(dǎo)致顆粒運(yùn)動(dòng)速度隨顆粒粒徑增大而減小。聲場(chǎng)與射流耦合團(tuán)聚過(guò)程中,射流與... 

【文章來(lái)源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

燃煤轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)及飛灰示意圖

[22]圖 1-2 除塵設(shè)備對(duì)細(xì)顆粒的收集效率Fig. 1-2 Capture efficiency of current filters下可吸入顆粒團(tuán)聚對(duì)可吸入顆粒物的排放控制效果不明顯，因而，的可吸入顆�？刂萍夹g(shù)。由于傳統(tǒng)除塵設(shè)備對(duì)可，如果能夠利用可吸入顆粒物粒徑小而比表面積，便可以在傳統(tǒng)除塵器中進(jìn)行有效脫除，減少煙和工業(yè)過(guò)程中廣泛存在。用利用聲場(chǎng)能量使氣溶膠中可吸入顆粒物發(fā)生團(tuán)聚度變少，容易被電除塵器、布袋除塵器等常規(guī)設(shè)聚作為預(yù)處理過(guò)程能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的除塵效率運(yùn)動(dòng)具有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，懸浮于氣流中的小顆

?啪圩爸茫?ü?個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的傳感器來(lái)控制聲強(qiáng)大小如圖1-3所示，聲波工作頻率選擇為在10 kHz或20 kHz，實(shí)驗(yàn)研究表明高頻聲波同樣能夠有效促進(jìn)顆粒團(tuán)聚。課題組中Rodriguez-Maroto等[51]在10 kHz和20 kHz的高頻聲場(chǎng)下進(jìn)行了一系列聲團(tuán)聚效率的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)傳感器的數(shù)量相同（400 W），20 kHz時(shí)靜電除塵器出口煙氣中顆粒質(zhì)量濃度、微米級(jí)顆粒濃度和亞微米級(jí)顆粒濃度分別減少了37％、42％、39％；而10 kHz時(shí)則為32％、37%、39％。Riera-Franco等[53]研究了2種頻率（10kHz、20kHz）聲波作用下，濕度對(duì)于柴油機(jī)排放尾氣中亞微米顆粒清除效果的研究，結(jié)果表明適當(dāng)?shù)臐穸瓤梢栽黾游矚庵?.02-0.7 μm亞微米顆粒的清除，10 kHz的聲場(chǎng)對(duì)干煙氣顆粒沒(méi)有清除作用，而6％濕度時(shí)顆粒減少8％；20kHz的聲場(chǎng)中6％濕度能使顆粒減少56％。圖 1-3 壓電陶瓷換能器為聲源的聲波團(tuán)聚室[48]Fig.1-3 Acoustic agglomeration chamber with sound source of piezoelectric ceramic transducer[30]Hoffmann 等 報(bào)道了常壓高溫(550℃)環(huán)境中燃煤飛灰在吸附劑和聲場(chǎng)共同作用下的團(tuán)聚過(guò)程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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