收尘极板背风面涡流对横向电除尘器粒子收集的影响

比较系统地研究了收尘极板的尺寸对极板背风面涡流区大小的影响以及收尘极板背风面涡流对粒子收集的影响 ,结果表明 :收尘极板背风面涡流对荷电粒子的收集具有很大的影响 ,扩大该区的涡流量将有助于提高横向电除尘器的收尘效率     

横置极板电除尘器电场性能优化

电除尘器电场性能优劣是影响电除尘器收尘效率的重要因素。通过有限元法得出4种放电极(平齿线、90°齿线、十齿线、加强型RS线)与横置极板匹配时其电位与场强的空间分布,通过实验测量90°齿线分别与横置极板和C480板匹配时的极板表面电流密度的大小及分布,以板电流密度平均值和板电流密度几何标准差为电极配置电场性能的评价指标,对电除尘器不同电极配置参数下其电场性能优劣进行研究,通过调整电极配置几何参数以优化电场性能,为横置极板电除尘器的选型设计提供参考。     

采用V型极板收集高比电阻粉尘的实验研究

改变电除尘器的收生极板形状,采用顶角４５°－９０°的Ｖ型收尘极板横向放置。结果表明,可有效地将荷电粉尘粒子和空间自由离子分开,减小粉尘层电流密度,可收集比电阻力１０１１—１０１３Ω·ｃｍ的高比电阻粉尘,通过模拟实验研究,给出了清洁极板,附不同比电阻。以及Ｖ型极板的顶角在４５°－９０°间发生变化时极板的电流密度分布。     

屋顶形状对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用Spalart-Allmaras湍流模型,通过求解二维连续性方程,Navier-Stokes方程及污染物输运方程,模拟了具有不同屋顶形状的街道峡谷的流场及交通污染物浓度场.计算结果与风洞试验结果总体趋势一致.由于屋顶形状的不同,峡谷内的流场会形成顺时针或逆时针方向的旋涡,从而影响建筑物迎风面与背风面污染物浓度分布.在各种屋顶形状的街道峡谷中,壁面污染物浓度的相对大小与其附近的速度分布有直接关系.通过对街道峡谷建筑屋顶高度处垂直方向污染物通量的计算和比较,说明了不同屋顶形状的街道峡谷平均流扩散和湍流扩散的强弱,污染物湍流扩散通量值有可能为正或为负;同时,峡谷内剩余污染物浓度的大小表明了屋顶形状对污染物扩散出街道峡谷难易的影响.      

V型极板抑制高比电阻粉尘反电晕的研究

对异极距为１５０ｍｍ的Ｖ型收尘极板的电流密度分布和抑制高比电阻粉尘反电晕的机进行了分析。采用模拟寺层验证了其抑制反电晕的效果。确定了Ｖ型收尘极板的张角到８０－９０°为宜。极板边缘向放电电极面曲率半径γ和异极距α应满足关系式γ≥α／２５。     

纵横复合收尘极板电除尘器特性的研究

电除尘器由于体积大 ,成本高而制约其在企业中应用。根据电流体力学收尘场原理 ,提出一种新型的纵横复合收尘极板电除尘器 ,它把纵向和横向电除尘器有机结合起来。通过正交试验与单因素试验 ,得出这种新型电除尘器的最佳运行参数。它能有效提高单位体积电除尘器收尘极板面积 ,对减小电除尘器体积、改善电除尘器性能具有较大的现实意义     

对大C形极板悬挂布置方法的探讨

从有利于实现极板的有效清灰、减少二次飞损、防止极板变形以及造就在气流方向任一横断面每个通道两侧板面的收尘机率均等出发,经水力模型模拟对比试验和分析比较,本文提出大C形极板采用挂钩悬挂,同一阳极排中相邻两块极板的防风沟在气流方向的异侧且每个通道两侧板面形状对通道中心平面均是对称的布置是一种较为合理的方式。     

用板电流特性考察一种新型电除尘器极配

通过测量板电流特性(包括板电流密度分布和伏—安特性)考察鱼骨线、十字线(包括圆管十字线和扁钢十字线)和波形板极配,分析讨论了十字线各结构尺寸对板电流特性的影响规律。在此考察方法下,本文认为扁钢十字线和工业波形板是一种较佳的工业电除尘器极配。     

静电除尘器极板涂敷导电防腐涂料对静电除尘性能影响的研究

为了改善静电除尘器极板防腐性能、增加极板的抗污性能和提高极板清灰效果,用导电防腐涂料涂敷电除尘器极板.提出了涂层比电阻特性数学模型并用实验加以验证.推导了极板沉积粉尘层积累电荷量公式,表明电荷量多少与粉尘层放电时间常数成正比.理论研究结果表明,涂加涂层后,极板上低比电阻粉尘层放电时间常数增大,粉尘层积累电荷量增多,粉尘层与极板问静电附着力增大,有效减弱了粉尘的二次飞扬现象;通过降低涂层的比电阻和涂层厚度,使中高比电阻粉尘层的积累电荷量增加不大.实验测试了涂层对不同比电阻粉尘收尘效率的影响及涂层对极板粉尘剥离率的改善.实验结果显示,涂加涂层后,低比电阻粉尘的收集效率有显著提高,中高比电阻粉尘的收集效率变化不大;极板粉尘剥离率较不加涂层时有很大提高.极板涂敷技术有效延长了极板的使用寿命,在保证除尘效率的前提下提高了极板的清灰效果,是电除尘领域中的一项创新.     

露天堆场防风抑尘网后湍流结构及抑尘效率的数值模拟

建立了开放性露天堆场周围空气流动的三维数学物理模型,选择应用标准k-ε紊流模型进行了静态流场的数值模拟;分析了典型棱形堆迎风面、平顶面和背风面周围空气的湍流结构和表面受力特性;基于流场数据揭示了防风抑尘网不同孔隙率下空气动力学结构的分布规律.结果显示:物料堆平顶面剪切力随孔隙率增大而增大;料堆迎风面在孔隙率较小时出现局部涡流,表面剪切力方向向下,孔隙率较大时,网后空气垂直方向压差作用显著,表面剪切力方向向上;背风面始终处于回流区,表面剪切力和回流点数随孔隙率大小变化不显著.综合流场结构和受力分布可得最佳孔隙率为0.2~0.4.该研究中对物料堆逐个表面进行空气动力学模拟可以避免由于剪切力方向不同产生矢量抵消而带来的计算失真.     

深街道峡谷内高架桥对污染物传播特性影响的模拟研究

城市化进程导致在城市中出现通风条件较差的深街谷,建设于深街谷内的高架桥会加重周边街谷内空气污染.用计算流体力学模拟方法（CFD）探索在不同环境风速下的深街谷中,高架桥的高度和宽度对街谷内气流组织与污染物扩散的影响.结果表明:高架宽度小于0.8倍街谷宽度时的高架桥不会抑制桥下空间的流动;桥宽增加会改变桥下空间的涡旋结构和涡旋方向,近地面流动方向由之前的从右至左流动变为从左至右流动,因而桥下空间污染分布也发生明显改变;高架桥宽度的增加导致两侧低层住户受到较大影响,对背风面住户的影响更为明显;但高架宽度为0.5倍街谷宽度的高架桥能对迎风面中层住户造成影响;增加高架桥的高度,其下方污染物浓度增加;当高架桥位于街谷冠层时,下部空间的污染物浓度急剧增加;冠层处及涡旋交界面高架桥对两侧住户产生较大影响,而其他高度高架桥对两侧住户影响不大;随着环境风速的增加,高架桥对近地面源污染物扩散的阻碍作用逐渐减弱.研究显示,深街谷中增加高架桥的宽度、高度都会导致街谷内空气质量的恶化,而高架桥会阻碍因环境风速增加对街谷内空气质量的改善.      

壁面加热作用对街道峡谷污染物扩散的影响

采用CFD软件Fluent研究了不同壁面加热条件下街道峡谷内流场及污染物浓度分布情况.结果表明,当街道高宽比(H/W)为1.33时,在低风速(u=1m/s)条件下,当壁面与周围大气无温差时,街道峡谷内存在一个稳定的顺时针大漩涡,污染物在背风侧堆积.当背风面、地面和背风面分别被加热时,峡谷内流场分布与无温差时相似,此时峡谷内的湍流强度增强,导致污染物浓度降低.当迎风面被加热时,峡谷内流场由原来的单漩涡结构变为双漩涡结构,此时街道峡谷下部浓度较高,上部浓度相对较低.当地面和迎风面同时被加热,温差较小(?θ=2℃)时,街道峡谷内流场由单漩涡结构变为双漩涡结构; 温差增大为5℃,峡谷内由双漩涡分裂成了3个漩涡,此时污染物分布与迎风面被加热情况相似.通过实测值和模拟值的比较可知,Fluent软件对街道峡谷大气环境的模拟结果基本合理.     

露天堆场防风抑尘网临界孔隙率的数值模拟

应用Fluent6.3对防风抑尘网及料堆周围流场进行数值模拟,通过研究不同孔隙率抑尘网与料堆周围湍流特性及料堆表面剪切力分布规律,确定了临界孔隙率.结果显示:高孔隙率(0.3、0.4、0.6)流动状态与无网工况一致,来流风沿迎风面贴附向上,风速逐渐增大,堆顶达到最大;低孔隙率(0、0.2)流态与无网迥异,迎风面处于涡旋中,风速向下,孔隙率为0时涡旋中心高于堆顶3m,孔隙率为0.2时涡旋中心位于堆高2/3处.孔隙率30.3时,料堆各表面剪切力变化趋势一致,与无网工况来流风同向,最大剪切力出现在堆顶.孔隙率为0.2时,作为最大起尘量的迎风面,其表面剪切力随高度先增大后减小,最大剪切力处于堆高3/5处.孔隙率为0.25时,湍流结构和剪切力分布发生突变,迎风面为贴附和涡旋复合流动,表面剪切力最小.据此确定来流风速6m/s,运用该几何模型时,临界孔隙率为0.25.     

基于结构参数响应的内循环流化床流体特性优化数值模拟

流化床是一种结构复杂而能量转化高效的反应器型式,为了实现系统化的内循环流化床优化设计,利用欧拉-欧拉双流体模型构建了不同结构的CFD流化床模型,在分别改变高径比、导流筒与反应器的直径比和底隙高度3个结构因素的情况下,考察流化床内全流场、局部流场、液相运动速度及气含率等气液两相流的响应特性,分析结构因素及操作因素对流体运动的内在影响,阐明工程优化设计的方向.数值模拟结果表明:高径比主要影响气液流动型态,低高径比时容易出现漩涡和返混,工程中应采用导流内构件并重视气体分布装置的合理设计;导流筒与反应器的直径比主要影响液体循环速度,存在一个合理的区间,考虑流动速度与气含率,流化床直径比可取0.6～0.8,最佳取值为0.7;底隙高度影响流化床底泥区的流体运动,应约等于流化床下降区的缝隙长度.CFD模拟可作为污染控制技术工业放大和优化设计的辅助工具.     

入口侧辊板非对称接触轧制时的变形效应

针对中厚板轧制时前端部板形翘曲这一生产中常见的技术问题,在轧机上通过静态压缩、轧制试验,观察、分析了入口侧辊板非对称接触对轧制过程的影响.探讨了轧制时变形区几何形状系数l/对轧件前端部翘曲的影响规律.指出入口侧辊板非对称接触轧制时,金属沿高向变形与流动、应力分布呈非对称状态,使金属沿高向上的纵向流动不均匀,这是导致轧件出辊缝后前端部翘曲的主要因素之一.     

城市街道峡谷气流和污染物分布的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)软件中的FLUENT软件模拟了典型城市街道峡谷中的气流和污染物分布状况.建立的模型包括不同形状的建筑物所构成的街道峡谷和存在高架桥的街道峡谷.研究结果表明:①不同形状的建筑物改变了街道峡谷内的风和湍流分布,从而对街道峡谷内污染物的分布产生很大的影响,在几何比例相同的街道峡谷里,建筑物外形越趋向于流线型,街道峡谷里污染物的地面浓度越小;②高架桥对街道峡谷内污染物浓度的影响取决于高架桥相对于街道峡谷的高度和宽度,高度越高、宽度越窄的高架桥其地面污染物的浓度越低;③ FLUENT软件对街道峡谷大气环境的模拟结果基本合理,可用于研究城市大气环境问题.      

街道峡谷对近地层风场影响的观测和模拟分析

城市街道峡谷结构对近地面边界层的风场环流等气象要素具有重要影响,可导致城市局地空气污染分布发生变化.随着城市化发展及城市空气质量变化,街道峡谷的城市空气污染影响日益突出,分析街道峡谷内部风场成为认识和治理我国城市空气污染的一条重要途径.鉴于目前我国鲜有城市街道尺度大气边界层精细气象观测研究,本文分析了美国俄克拉荷马大学的街道峡谷精细气象观测数据及其FLUENT模拟.结果表明:街道峡谷内风场结构变化依赖大气背景风向,当背景风向平行于街道峡谷走向时,街谷两岸风速几乎没有差异,而在背景风向垂直于街道峡谷走向时,由于高空风进入街谷形成的涡旋气流对街道峡谷风场有补充作用,峡谷两侧中层高度风场差异变大,风速差值大约为0.5 m·s~(-1),且街道峡谷两岸风速差异得到了FLUENT模式的验证,但模式对迎风岸的风速模拟存在高估,模拟的中层高度处两岸风速差值为1.6 m·s~(-1).观测资料分析揭示大气边界层稳定度条件对街道峡谷内风场分布也有很大影响,中性稳定条件下街道峡谷两岸近地层风速差异最大,输送进入峡谷空间的风速增量比原峡谷内风速大约高1倍,其它稳定度条件下街谷两岸风速差异被削弱.     

海洋柱体结构壁面污染物对流扩散的数值模拟

对于柱体绕流问题,国内外学者已经进行了大量研究,但对柱体表面涂料对海洋环境产生的污染问题却少有研究。本文对二维圆柱绕流作用下壁面污染物扩散引起的浓度场进行了数值模拟,在雷诺数为75～175圆柱绕流产生的振荡涡流场中,将圆柱表面污染物质作为壁面污染源,进行了多种振荡涡流场条件下浓度场的计算,分析了浓度场与涡流场之间的关联及其分布规律。数值模拟结果表明,在振荡涡流场的作用下,污染物的浓度分布与涡的分布同步,漩涡中心的浓度值相对较高,漩涡边缘的浓度值相对较低。随着雷诺数的增加,涡心附近的浓度值呈下降趋势。     

上海市城市林荫道空间结构对NOx和SO2空间分布特征的影响

为减少城市林荫道中交通污染对道路行人的危害,并为行道树选择和养护管理提供技术参数和理论依据,研究了不同树种、不同绿荫覆盖率下的林荫道中ρ（NO_x）和ρ（SO₂）垂直空间分布及其四季变化特征,找出城市林荫道结构与环境效应相关关系.研究表明:①香樟（Cinnamomum camphora）和悬铃木（Platanus acerifolia）林荫道中ρ（NO_x）范围为0.08~0.18 mg/m3,空气质量为轻微污染;ρ（SO₂）范围为0.02~0.04 mg/m3,空气质量为优.②悬铃木行道树对NO_x的消减效果较香樟好,香樟对SO₂的消减效果较悬铃木好.香樟林荫道的绿荫覆盖率> 90%时对NO_x的消减效果最好,在50%~70%时对SO₂的消减效果最好;悬铃木林荫道的绿荫覆盖率在50%~70%时对NO_x的消减效果最好,在>70%~90%时对SO₂的消减效果最好.③香樟和悬铃木林荫道在春、夏两季空气质量优于秋、冬两季.④香樟林荫道中ρ（NO_x）随高度增加有增大趋势,而悬铃木林荫道中ρ（NO_x）随高度增加有减小趋势;在绿荫覆盖率>70%的香樟林荫道中ρ（SO₂）随高度增加有增大趋势,而在悬铃木和香樟绿荫覆盖率 < 70%的林荫道中ρ（SO₂）在4 m处较小.⑤行道树的树高、枝下高、冠幅、叶面积指数和郁闭度是影响城市林荫道环境效应发挥的重要结构参数.研究显示,林荫道的空间结构对气态污染物NO_x和SO₂的空间分布有明显影响,合理选择树种和修剪模式均有利于提升城市空气环境质量.