超音速气动液滴荷电雾化及降尘性能试验研究*

为探究煤炭生产过程中呼吸性粉尘难以捕捉且对人体造成伤害的问题,提出超音速水雾荷电降尘技术。基于荷电雾化机理,研究电极环直径、电极间距、电压3因素对超音速气动液滴荷电、雾化效果的影响。利用网状目标法测量雾滴群电流并计算荷质比,采用SPSS软件分析3因素与雾滴荷质比之间的相关性,并用激光粒度仪测量雾滴粒径。最后,采用最优荷电雾化参数进行喷雾降尘试验。研究结果表明:各因素对荷电效果的影响次序为:电压>电极间距>电极环直径;雾滴粒径随电压的升高而减小,随电极间距的增大先增大后减小,随电极环直径的增大先减小后增大;当电压12 kV,电极间距2.5 cm,电极环直径6 cm时,超音速荷电水雾降尘效果最佳,与普通水雾降尘相比,全尘降尘效率提高12.4%,呼尘降尘效率提高49.6%。     

气液两相喷雾荷质比影响因素实验和预测研究

为了提高荷电水雾对微细粉尘的捕集效果,围绕液滴荷质比这一影响粉尘捕集效率的主要因素开展针对性研究。分析水雾荷电过程的路径图,提取影响液滴荷质比的独立因素,并根据不同因素对荷质比影响的显著性设计正交实验,采用多因素回归分析的方法对实验数据进行处理。研究结果表明:在因素水平范围内,应用预测模型得出荷质比的最优值为441.66μc/kg,误差小于5%;荷质比与荷电电压、气相射流压力、电极间距呈正相关,与液相射流压力、电极环直径、喷嘴孔径呈负相关;实验结果得出的荷质比计算公式可以用来预测液滴的荷质比,为荷电效果的定量分析提供依据。     

不同喷嘴类型静电旋风水膜除尘系统配置优化实验研究*

为对比加宽版吹风喷头、1 mm孔径广角实心喷嘴和组合型喷嘴配置下的静电旋风水膜除尘系统的除尘效果,对进口风速、静电电压和单位面积流量3个单因素进行实验。研究结果表明:借助SPSS软件正交实验设计得出各喷嘴最佳参数、除尘效率影响因素排序均为进口风速＞静电电压＞单位面积流量。在各喷嘴最佳参数下,除尘性能排序为组合型喷嘴>加宽版吹风喷头>1 mm孔径广角实心喷嘴。在组合型喷嘴最佳参数（进口风速12.03 m/s、单位面积流量1.02 L/(m2·s)、电压45 kV）下,当进口风速不变时,除尘系统的分级除尘效率随粉尘颗粒粒径的增大而增大,但增幅不断地变缓,粒径约为40 μm时分级效率近似达到100%;当粉尘颗粒粒径不变时,分级效率随进口风速的增大呈现递减的趋势,粒径越大下的分级效率越接近。     

不同预荷电条件下影响颗粒物凝并效果的因素

为了研究在电凝并中预荷电参数对颗粒物凝并效果的影响,在凝并室条件不变的情况下,对颗粒物体积占有率的变化进行了分析.试验由预荷电室和凝并室组成,凝并室的电压为交流电压,最高为35 kV.为了明确正负电晕的荷电效果,首先对预荷电室正负电晕的伏安特性曲线进行对比,结果显示正负电晕的电晕电流均随电压的增大而增大,而负电晕的电流始终大于正电晕,且极配形式对正电晕电流无太大影响,在负电晕条件下,二齿芒刺线的电流增长更快.后续依次改变预荷电室正负电晕电压、颗粒物质量浓度、风速和极配形式,结果显示当预荷电室的极配为二齿芒刺线-板,直流电压为-35 kV,质量浓度为2 g/m3,风速为1.2 m/s时,凝并效果最佳.     

喷射电极静电除尘理论研究

根据当前国内外电除尘器的发展现状和电极结构特点,以改进电除尘器的电极结构和含尘气流的流动方式作为突破口,提出了具有喷射电极结构的静电除尘器.在喷射口周围布置有毛刷钢针芒刺放电极,电晕钢针将在高压电源作用下产生电晕放电.因此,当粉尘随含尘气流从喷口流出时,被电晕荷电.荷电粉尘在气流和电场力的作用下冲向收尘极板,被收尘极板捕集.     

静电旋风水膜除尘系统电晕极优化实验研究*

为了研究电晕极结构对静电旋风水膜除尘系统的影响,采用逐步优化法,对比十字形芒刺电晕极和笼式环形电晕极在不同横向极距、纵向极距、芒刺数下对电场特性的影响。研究结果表明:经优化后,加入芒刺的笼式环形电晕极放电能力优于未加入芒刺的笼式环形电晕极和十字形芒刺电晕极,并在与水膜共同作用时具有较高的除尘效率,其结构参数为:从上至下4层圆环半径依次为107,80,54,28 mm;相邻圆环纵向极距为150 mm,圆环与集尘极的横向极距为90 mm;半径最小圆环上芒刺数为8根,其直径为2 mm,长度为10 mm。优化后的电晕极结构与水膜作用有助于提升静电旋风水膜除尘系统的除尘效率。     

煤矿井下喷雾降尘影响因素的试验研究

为提高煤矿井下喷雾降尘效率和改善作业环境,研究相关影响因素与降尘效果间的关系.基于自行设计的喷雾降尘试验系统,采用粉尘质量浓度测定仪对井下常用的螺旋形压力喷嘴在不同喷雾压力、喷嘴直径、风流粉尘质量浓度及巷道风速下的降尘效果进行了系统的测定.结果表明,1)随喷雾压力增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均不断增加;但当喷雾压力增加至8 MPa后,继续提高喷雾压力,降尘效率的提高不明显.2)在相同喷雾压力下,随喷嘴直径增加,全尘降尘效率不断增加;而呼吸性粉尘降尘效率先增加后减小,在喷嘴直径为1.5 mm时达到最大值.在耗水量相同的情况下,随喷嘴直径增加,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均下降.3)在井下喷雾降尘中,当耗水量不受限制时,为同时确保全尘和呼吸性粉尘的降尘效率,选择直径为1.5mm的喷嘴较为合适;当耗水量受限制时,宜选择直径为1.2mm的喷嘴.4)随风流粉尘质量浓度增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均有所提高.5)随巷道风速增加,全尘和呼吸性粉尘的降尘效率均呈现一定程度的下降,且巷道风速对呼吸性粉尘的影响更为明显.对于煤矿井下喷雾降尘,工作面风速对全尘降尘效率的影响并不明显,但对呼吸性粉尘降尘效率有较大的影响.     

线-网极配形式的静电场特征分析

静电除尘器的极配和电极形式是除尘器性能的决定因素,它能影响进入除尘器内粉尘的荷电和荷电粉尘的运动。为了解线-网静电极配结构的静电场,根据两种电晕极下的线-网静电极配结构的实验V-I曲线,对包含离子迁移率、除尘器结构几何参数的常数进行了反演,分析了不同电晕极与网状接地极构成的电极对下的电场电流密度特征。结果表明:两种线-网极配结构的V-I特性与经典线-管极配结构的V-I特性具有一致性;在高外加电压下,电晕电流的增加可能带来电晕线的温升,进而使离子迁移率增加;在高低两种外加电压状态下,两种电晕下的电场电流密度值差别是不同的。     

水雾荷电脱除PM_(2.5)影响因素试验研究

为解决PM_(2. 5)难以脱除的问题,设计并开展正交试验以研究水雾荷电特性及含尘气流风速对PM_(2. 5)脱除效率的影响。采用线性回归分析方法处理数据,分析气液两相荷电水雾脱除PM_(2. 5)的特性,建立PM_(2. 5)脱除效率回归模型。结果表明:所建回归模型是有效的,应用回归模型可以预测PM_(2. 5)脱除效率;当荷电电压x1为12 kV、电极间距为15 mm、电极环直径x3为60 mm、气液比x_4为1. 5、喷嘴直径x_5为0. 6 mm、含尘气流风速x_6为4 m/s时,PM_(2. 5)脱除效率最优值为97. 26%; PM_(2. 5)脱除效率与x_1、x_2、x_4正相关,与x_3、x_5、x_6负相关,因素近重要程度排序为x_1x_6x_4x_5x_3x_2。     

土壤重金属污染治理过程开放性粉尘控制技术

以开放性粉尘为研究对象,对重金属污染土壤产生粉尘的原因进行实验,明确了被重金属污染土壤的粉尘在堆料阶段和取料阶段的具体扩散状况,进而提出了一项以抑制粉尘逸散为目的的荷电喷雾降尘技术。并通过对该项降尘技术的喷雾压力测试和荷电电压测试,来检测该技术在不同喷雾压力和荷电电压环境下的使用效果。最终的测试结果表明:通过设置静电场使雾滴荷电,可以显著提升喷雾的降尘效率,且荷电喷雾对粉尘的降尘效率会随着喷雾压力的增加而增大,但喷雾压力和荷电压力在上升的过程中,降尘的效率会逐渐降低。     

土壤重金属污染治理过程开放性粉尘控制技术

以开放性粉尘为研究对象,对重金属污染土壤产生粉尘的原因进行实验,明确了被重金属污染土壤的粉尘在堆料阶段和取料阶段的具体扩散状况,进而提出了一项以抑制粉尘逸散为目的的荷电喷雾降尘技术。并通过对该项降尘技术的喷雾压力测试和荷电电压测试,来检测该技术在不同喷雾压力和荷电电压环境下的使用效果。最终的测试结果表明:通过设置静电场使雾滴荷电,可以显著提升喷雾的降尘效率,且荷电喷雾对粉尘的降尘效率会随着喷雾压力的增加而增大,但喷雾压力和荷电压力在上升的过程中,降尘的效率会逐渐降低。     

振弦栅与高压喷雾协同作用下除尘特性研究

为防治矿井排风口的粉尘对矿区周边大气环境的污染问题,基于流体动力学、气液耦合和喷雾降尘及振弦栅除尘理论,运用计算流体动力学(CFD)三维数值模拟方法,优化振弦栅与高压喷雾协同作用下除尘特性参数,研究不同雾化压力对雾滴粒径分布及质量浓度分布的影响,分析振弦栅直径及间距对雾滴拦截效果、风速对双层振弦栅水膜作用特征。结果表明:随着雾化压力增大,雾滴粒径逐渐变小且分布集中化,雾化压力超过8 MPa后雾滴粒径分布变化不明显;不同间距的振弦栅均对流场有截流作用并伴有严重回流现象,而间距为5 mm的振弦栅对粒径较小的雾滴拦截效果更好;当进口风速为3 m/s时振弦栅表面形成水膜效果最佳,更利于粉尘捕集;模拟数据与试验结果变化趋势基本一致。     

喷嘴直径对降尘效果影响的试验研究

为提高喷雾降尘效率,以改善作业环境,有必要研究喷嘴直径与降尘效果间的关系。基于自行设计的喷雾降尘试验系统,采用马尔文实时高速喷雾粒度分析仪、高速摄像仪及粉尘浓度测定仪对不同直径喷嘴的雾化特性参数和降尘效率进行测定。结果表明,在相同喷雾压力下,随着喷嘴直径的增大,全尘降尘效率持续增加,而呼吸性粉尘降尘效率先增加后减小,并在喷嘴直径为1.5 mm时达到最大值;在耗水量相同的情况下,随着喷嘴直径的增大,全尘和呼吸性粉尘降尘效率均下降。在井下喷雾降尘中,当耗水量不受限制时,为同时确保全尘和呼吸性粉尘降尘效率,宜选择直径为1.5 mm的喷嘴;当耗水量受限制时,宜选择直径为1.2 mm的喷嘴。     

喷雾降尘效率及喷雾参数匹配研究

采用压力型雾化喷嘴沉降煤矿粉尘简单实用。为了更好地利用喷雾技术高效沉降作业场所的粉尘,采用理论分析的方法得到水雾粒度与水压力之间的关系曲线,进一步得到喷雾降尘效率与水压力之间的关系曲线,并在煤矿井下进行试验验证。从而得出高效沉降粉尘应该用小口径喷嘴和较高的喷雾压力,但应限制在10MPa以下,超过该限值,降尘率提高甚微。2MPa以下的喷雾压力,降尘效率超不过50%,对水资源是一种浪费。当限定喷雾系统的水量消耗时,应采取减小喷嘴口径或减少喷嘴数量的方法获得较高的喷雾压力,从而获得较高的降尘效率。     

航空推进系统气动安全阀结构参数分析及优化

为改善某型航空推进系统气动安全阀的性能，建立航空推进系统双级气体减压器和安全阀组成的高压气路AMESim数值模型，搭建安全阀性能测试试验台，验证模型准确性，分析结构参数对安全阀特性的影响机制。采用响应曲面法(RSM),建立结构参数与安全阀压力超调量和响应时间的显著不失拟回归模型，通过方差分析(ANOVA)研究结构参数交互作用对安全阀压力超调量和响应时间影响的显著性差异，并基于自适应范围多目标遗传算法(ARMOGA),优化入口长度、入口直径和弹簧刚度参数。研究结果表明：入口长度、入口直径、弹簧刚度对超调量和响应时间的影响依次降低，入口长度与直径的交互作用最为显著；入口长度、入口直径、弹簧刚度分别为14.587 8 mm、 14.898 0 mm、48.966 8 N/mm时安全阀性能最佳，优化后超调量降低6.917%,响应时间降低6.383%。     

水雾荷电振弦纤维栅除尘器除尘性能影响因素的实验研究

为研究除尘系统结构最优配置,实验采用新型高效水雾荷电振弦栅除尘方法,以除尘效率及阻力损失为参照结果,选定纤维栅板数量、纤维栅与喷嘴间距、纤维栅材料和间隙4个因素进行单因素试验,针对各因素对纤维栅除尘效率的影响进行了分析研究,结果表明多块纤维栅除尘效果明显优于单块纤维栅,正常处理风速时3块纤维栅的除尘效率最高,纤维栅阻力与其数量呈正比;纤维栅除尘效率随间距增大而先增后减,间距为230 mm时除尘效率最高;塑胶纤维栅除尘效果明显优于其他材料,各阻力值排序为:塑胶＞涤纶＞不锈钢＞尼龙;纤维栅除尘效率随纤维间隙增大而降低,其阻力随间隙增大而减小;利用SPSS软件进行4因素三水平正交试验分析,在特定条件下除尘效率显著性排序为:纤维栅数=纤维栅间隙＞纤维材料＞纤维栅与喷嘴间距;阻力损失显著性排序为:纤维栅数=纤维栅间隙=纤维材料=纤维栅与喷嘴间距;试验最佳配置为3块间隙0.6 mm尼龙纤维栅板,且纤维栅板距喷嘴最小间距为185 mm。     

脉冲供电对电旋风除尘性能的影响研究

介绍了一种直筒式脉冲电旋风除尘器,研究了供电方式、电压、风速、粉尘浓度及粒径对其除尘效率的影响。结果表明,除尘效率随着脉冲电压的增加而增加,随着入口风速的增加而降低,随着粉尘浓度的增大有所增加,脉冲供电能显著提高电旋风器的分级效率,对于粒径小于2μm的粉尘,分级效率提高了25.7%。     

电除尘器总体设计优化的研究

分析研究了火电厂烟尘排放标准、煤种、飞灰特性和锅炉运行等对电除尘器总体设计的影响;对总体设计中的主要技术参数如电场风速、板间距、线间距、驱进速度等进行了优化选择;研究了高比电阻和高含尘浓度烟气条件下本体结构的优化选型;通过实验研究,提出了最佳线间距,防风型电晕极和减弱反电晕的板线匹配,为电除尘器的设计和运行提供借鉴.     

电晕放电等离子体杀菌的实验研究

系统地研究了电晕放电等离子体杀菌的效果.首先对正负电晕杀菌效果的差异进行对比;然后选择电晕放电电压范围更大的负电晕,进行杀菌参数对杀菌效果的影响研究.在其他放电条件相同时,正电晕的杀菌效果优于负电晕.研究发现,在负电晕条件下,杀灭率随着放电电压的升高、放电时间的延长、电极间距的减小而升高,另外杀菌效果与细菌种类也存在一定的关系.     

基于量子遗传算法的液压支架喷雾效率的参数优化设计

为了提高综采工作面液压支架喷雾的降尘效率,通过分析影响支架喷雾降尘效率的因素,以支架喷雾效率最高为优化目标,利用量子遗传算法对喷嘴到产尘点距离,雾化角度,喷雾压力,喷嘴个数,喷嘴直径多参数进行优化。结果表明:液压支架的采煤机移动喷雾降尘效率增加了1306%,液压支架上的移架/放煤喷雾降尘效率增加了1333%。此研究对于支架喷雾降尘系统的设计,参数的合理选取有一定的参考价值。