大氣中的顆粒物污染不僅影響氣候,而且對(duì)人類健康造成嚴(yán)重危害,已經(jīng)引起國際社會(huì)的廣泛關(guān)注,其中毒性最大的是PM2.5。為此,各國均制定了嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行限制。然而,目前工業(yè)生產(chǎn)中常見的除塵器,如靜電除塵器、旋風(fēng)分離器等,雖然整體除塵效率很高,但對(duì)細(xì)顆粒的捕集效率很低,因此大量PM25顆粒在工業(yè)生產(chǎn)中被排入大氣。聲波團(tuán)聚是一種氣溶膠預(yù)處理技術(shù),在煙氣進(jìn)入除塵器前,運(yùn)用高強(qiáng)聲場(chǎng)進(jìn)行輻射處理,在數(shù)秒的時(shí)間內(nèi),煙氣中的顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚,使煙氣的顆粒數(shù)目減少,平均粒徑增大,能夠在后續(xù)的除塵器中獲得更好的除塵效率,從而達(dá)到控制細(xì)顆粒排放的目的。然而至今為止,對(duì)聲波團(tuán)聚技術(shù)的研究仍存在不足：聲波團(tuán)聚中各個(gè)操作參數(shù)對(duì)團(tuán)聚的影響情況尚未完全了解,尤其是最佳團(tuán)聚頻率的確定,仍存在爭議；對(duì)聲波團(tuán)聚機(jī)理的研究還不夠深入,特別是同向作用團(tuán)聚機(jī)理、再填充機(jī)理和聲波尾流效應(yīng)等；對(duì)聲波團(tuán)聚過程的數(shù)值模擬研究不足,已有的研究中,采用的理論模型過于簡化,而數(shù)值求解的方法效率偏低,精度差。針對(duì)以上問題,本文主要從實(shí)驗(yàn)、團(tuán)聚機(jī)理和數(shù)值模擬這幾個(gè)方面展開研究工作。首先,搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,采用燃煤飛灰作為試驗(yàn)氣溶膠,研究各操... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：280 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
圖目錄
表目錄
符號(hào)清單
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 聲波團(tuán)聚研究進(jìn)展
        1.2.1 聲波團(tuán)聚發(fā)展概況
        1.2.2 聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展
        1.2.3 聲波團(tuán)聚機(jī)理研究進(jìn)展
        1.2.4 聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬的研究進(jìn)展
    1.3 現(xiàn)有研究的不足之處
        1.3.1 實(shí)驗(yàn)研究
        1.3.2 機(jī)理研究
        1.3.3 數(shù)值模擬
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備
        2.1.1 給料系統(tǒng)
        2.1.2 聲源系統(tǒng)
        2.1.3 聲測(cè)量系統(tǒng)
        2.1.4 團(tuán)聚室
        2.1.5 氣溶膠采樣及測(cè)量系統(tǒng)
        2.1.6 煙氣凈化系統(tǒng)
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3 燃煤飛灰聲波團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 引言
    3.2 高頻下聲波團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究
        3.2.1 聲波作用下氣溶膠粒徑分布變化
        3.2.2 聲壓級(jí)對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.3 停留時(shí)間對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.4 初始濃度對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.2.5 高頻下聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論
    3.3 低頻下聲波團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究
        3.3.1 聲波作用下氣溶膠粒徑分布變化
        3.3.2 微觀形態(tài)變化
        3.3.3 頻率對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.3.4 聲壓級(jí)對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.3.5 停留時(shí)間對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.3.6 初始濃度對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        3.3.7 低頻下聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論
    3.4 聲波團(tuán)聚的優(yōu)化研究
        3.4.1 增濕促進(jìn)團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究
        3.4.2 鋸齒波促進(jìn)團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究
    3.5 聲波團(tuán)聚技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析
    3.6 本章小結(jié)
4 聲波團(tuán)聚中碰撞效率的研究
    4.1 引言
    4.2 同向團(tuán)聚機(jī)理的理論模型
        4.2.1 顆粒在聲場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)及受力分析
        4.2.2 同向團(tuán)聚機(jī)理的核函數(shù)
    4.3 碰撞效率計(jì)算模型
    4.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        4.4.1 顆粒粒徑的影響
        4.4.2 頻率的影響
        4.4.3 聲壓級(jí)的影響
        4.4.4 溫度的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 聲波尾流效應(yīng)的研究
    5.1 引言
    5.2 聲波尾流效應(yīng)的數(shù)值模型
    5.3 計(jì)算結(jié)果及分析
        5.3.1 顆粒之間的夾角對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        5.3.2 顆粒之間距離對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        5.3.3 頻率對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        5.3.4 顆粒粒徑對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
        5.3.5 聲振速對(duì)聲波尾流效應(yīng)的影響
    5.4 數(shù)值模擬的正確性驗(yàn)證
        5.4.1 與Dianov的近似解比較
        5.4.2 與高速攝影實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
    5.5 聲波尾流效應(yīng)在聲波團(tuán)聚中的作用分析
        5.5.1 作為單分散相氣溶膠的主要團(tuán)聚機(jī)理
        5.5.2 作為同向團(tuán)聚作用的再填充機(jī)理
    5.6 本章小結(jié)
6 聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬研究
    6.1 引言
    6.2 聲波團(tuán)聚的理論模型
        6.2.1 氣溶膠動(dòng)力學(xué)方程
        6.2.2 聲波團(tuán)聚理論模型
    6.3 數(shù)值計(jì)算方法
        6.3.1 改進(jìn)的分組算法
        6.3.2 時(shí)間步長的選取
    6.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        6.4.1 氣溶膠粒徑分布在聲場(chǎng)中的變化情況
        6.4.2 頻率對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        6.4.3 聲壓級(jí)對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        6.4.4 停留時(shí)間對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        6.4.5 初始?xì)馊苣z濃度對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
        6.4.6 氣溶膠粒徑分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
    6.5 數(shù)值模擬的正確性驗(yàn)證
        6.5.1 與解析解的比較
        6.5.2 與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
    6.6 本章小結(jié)
7 積分近似矩量法應(yīng)用于聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬的研究
    7.1 引言
    7.2 理論模型及算法
    7.3 數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        7.3.1 與解析解比較
        7.3.2 與分組算法比較
    7.4 計(jì)算結(jié)果及分析
        7.4.1 聲場(chǎng)中氣溶膠各階矩量和平均粒徑的變化情況
        7.4.2 各操作參數(shù)對(duì)聲波團(tuán)聚的影響
    7.5 本章小結(jié)
8 總結(jié)和建議
    8.1 全文總結(jié)
        8.1.1 實(shí)驗(yàn)研究方面
        8.1.2 機(jī)理研究方面
        8.1.3 數(shù)值模擬方面
    8.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 不足之處及未來工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 碰撞效率計(jì)算代碼
附錄2 聲波尾流效應(yīng)數(shù)值模擬代碼
附錄3 分組法模擬聲波團(tuán)聚的代碼
附錄4 QMOM模擬聲波團(tuán)聚的代碼
作者簡介
攻讀博士期間發(fā)表的論文
后記


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]頻率對(duì)燃煤飛灰聲波團(tuán)聚影響的模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 張光學(xué),劉建忠,周俊虎,王潔,岑可法.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2009(17)
[2]燃煤飛灰低頻下聲波團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張光學(xué),劉建忠,周俊虎,岑可法.  化工學(xué)報(bào). 2009(04)
[3]聲波團(tuán)聚脫除柴油機(jī)尾氣中超細(xì)顆粒物的試驗(yàn)研究[J]. 陳厚濤,章汝心,曹金祥,沈湘林.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2009(02)
[4]小顆粒聲波團(tuán)聚中碰撞效率的計(jì)算及影響分析[J]. 張光學(xué),劉建忠,周俊虎,岑可法.  化工學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]燃煤細(xì)微顆粒聲波團(tuán)聚的機(jī)理研究[J]. 徐鴻,駱仲泱,王鵬,徐飛,岑可法.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2008(11)
[6]水煤漿燃燒可吸入顆粒物分布及排放規(guī)律[J]. 張光學(xué),劉建忠,周俊虎,葉琳,張保生,岑可法.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2008(10)
[7]燃煤飛灰超細(xì)顆粒物聲波團(tuán)聚清除的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳厚濤,趙兵,徐進(jìn),沈湘林.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2007(35)
[8]平面沖擊射流場(chǎng)中納米顆粒凝結(jié)和擴(kuò)散的矩積分方法(英文)[J]. 于明州,林建忠,熊紅兵.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(06)
[9]氣溶膠微粒聲波團(tuán)聚技術(shù)的回顧與展望[J]. 張光學(xué),劉建忠,周俊虎,岑可法.  熱力發(fā)電. 2007(11)
[10]聲波團(tuán)聚對(duì)燃煤電廠可吸入顆粒物的排放控制[J]. 徐鴻,駱仲泱,王鵬,徐飛,岑可法.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2007(07)

博士論文
[1]燃煤鍋爐排放小顆粒污染及聲波團(tuán)聚排放控制研究[D]. 徐鴻.浙江大學(xué) 2006
[2]燃煤可吸入顆粒物聲波團(tuán)聚[D]. 姚剛.東南大學(xué) 2006

碩士論文
[1]可吸入顆粒物在人體上呼吸道中運(yùn)動(dòng)沉積的數(shù)值模擬[D]. 曾敏捷.浙江大學(xué) 2005
[2]煤燃燒超細(xì)顆粒物及其重金屬生成與分布特征研究[D]. 范海燕.浙江大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3356752