工業(yè)排放的超細顆粒對于人體健康和生態(tài)環(huán)境都有著巨大的危害,近年來國家對于超細顆粒物的排放控制越來越嚴格。然而,由于傳統(tǒng)的分離設備以及工藝對于超細顆粒的分離能力有限,利用預團聚技術,提高進入分離器內顆粒粒徑是減小超細顆粒物排放的新興手段。本文研究了湍流以及增濕情況下超細顆粒物的團聚行為以及顆粒團聚物的分離特性。利用DEM-CFD方法,加載液橋力模型,采用臨界速度模型,基于Hertz-mindlin接觸模型探究了湍流以及增濕情況下的顆粒的團聚概率,分析了顆粒速度、液固比以及接觸角與顆粒團聚概率的關聯(lián)性,得到了團聚概率的數學回歸模型;并將該模型通過udf加載到Fluent軟件中,在具有擾流圓柱的預團聚管道內計算了顆粒粒徑的變化規(guī)律,探究了影響顆粒粒徑分布的因素;另外搭建了帶有預團聚裝置的分離設備,試驗了其對超細顆粒分離特性的影響。結果表明:顆粒速度與團聚概率存在明顯的負相關,液固比與團聚概率存在一般的正相關,接觸角則與團聚概率不相關。擾流圓柱的存在大大地促進團聚現(xiàn)象,液固比的提高也會使得顆粒粒徑向增大的方向發(fā)展,存在一入口氣速使得顆粒團聚效果達到最佳,此條件下氣速的繼續(xù)提高會造成團聚體的破碎...

【文章頁數】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 超細顆粒物團聚技術
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 理論研究
        1.3.2 數值研究方法
        1.3.3 實驗研究
    1.4 研究內容和技術路線
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
    1.5 本章小結
第二章 實驗以及數值模擬條件的確定
    2.1 實驗研究
        2.1.1 實驗裝置
        2.1.2 實驗設備
        2.1.3 實驗內容
        2.1.4 實驗步驟
    2.2 數值模擬
        2.2.1 網格劃分
        2.2.2 計算模型
        2.2.3 邊界條件
    2.3 本章小結
第三章 液橋力條件下顆粒團聚模型
    3.1 離散單元法
        3.1.1 Hertz-Mindlin接觸模型
        3.1.2 DEM的求解過程
        3.1.3 液橋力模型
    3.2 顆粒團聚判據
    3.3 團聚核函數
        3.3.1 湍流團聚碰撞頻率
        3.3.2 顆粒液橋力作用下團聚效率
        3.3.3 團聚核函數的組合
    3.4 PBM-CFD耦合
    3.5 本章小結
第四章 顆粒團聚核函數的確定
    4.1 顆粒在增濕湍流條件下的團聚過程
    4.2 影響顆粒團聚的因素
        4.2.1 顆粒速度對團聚的影響
        4.2.2 液固比對顆粒團聚的影響
        4.2.3 接觸角對顆粒團聚的影響
    4.3 顆粒團聚核函數的回歸分析
        4.3.1 相關性分析
        4.3.2 團聚核函數回歸分析
    4.4 本章小結
第五章 湍流耦合增濕團聚的數值模擬
    5.1 氣固流場分析
    5.2 影響顆粒粒度分布的因素
        5.2.1 擾流圓柱對顆粒粒度分布的影響
        5.2.2 初始顆粒濃度對顆粒粒度分布的影響
        5.2.3 入口氣速對顆粒粒度分布的影響
        5.2.4 液固比對顆粒粒度分布的影響
    5.3 本章小結
第六章 湍流耦合增濕團聚的實驗研究
    6.1 湍流耦合增濕團聚對分離器分離效率的影響
    6.2 湍流耦合增濕團聚對粒級效率的影響
    6.3 本章小結
主要結論
不足與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術成果
致謝



本文編號：3810616