粉尘颗粒在单纤维表面沉积的计算机模拟

采用随机模拟方法模拟研究了粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积过程,Kuwabara流场用于计算粉尘颗粒运动的轨迹,模拟中考虑了粉尘颗粒的粒径分布和单纤维在气流作用下的扭曲行为对粉尘颗粒沉积的影响.模拟结果表明.粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积形态与分布特征依赖于Stokes数、粉尘颗粒粒径分布和纤维扭曲程度;模拟获得的粉尘树枝结构与相关文献提供的实验结果相似.     

不同横截面形状异形纤维捕集颗粒物的数值模拟

基于离散相模型(DPM),模拟研究了不同横截面形状异形纤维在拦截和惯性碰撞2种机制下对颗粒物的捕集效率;考察了颗粒物粒径、入口风速、纤维填充率和纤维放置方式对不同横截面形状异形纤维捕集颗粒物效率的影响.结果 表明,当颗粒物粒径为0.5～2.5 μm,入口风速为0.5m·s-1时,异形纤维对颗粒物的捕集效率随粒径的增加而...     

颗粒层非稳态过滤捕集效率的研究

为计算颗粒层非稳态过滤效率,通过改进经典过滤理论模型,考虑颗粒在过滤介质中的沉积,理论推导得出非稳态过滤效率的计算公式,而经典颗粒层过滤效率计算公式仅为此计算公式的特例。因为理论计算公式是隐函数,不便于工程实际应用,所以,在常温条件下,对非稳态过滤时的过滤时间、过滤风速、过滤层厚度、粉尘浓度和颗粒层滤料均粒径等五个因素进行了正交实验研究。采用多元回归的方法得出各影响因素与过滤效率呈显性关系的效率关联计算公式,其计算结果与实验测试结果基本吻合。     

基于GT-Power柴油机颗粒捕集器捕集性能的仿真研究

利用GT-Power软件建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)仿真模型,进行了仿真计算。研究了颗粒捕集器本身结构参数对其捕集效率与压降的影响。结果表明,影响颗粒捕集器捕集效率的主要参数有通道密度(CPSI)、过滤体孔隙率、过滤体微孔直径以及过滤壁厚度;影响颗粒物压降的主要参数有通道密度、过滤体渗透率、过滤体孔隙率以及过滤壁厚度。     

长纤维过滤器过滤过程的数值模拟

在长纤维束过滤器动力学模型和现场实验数据的基础上,利用Comsol Mulitiphysics仿真软件对长纤维束过滤器过滤过程进行数值模拟。将3类仿真曲线(滤出水颗粒浓度随时间的变化曲线、滤液浓度沿滤层的变化曲线、滤床各层比积泥量的变化曲线)与实验所得的真实曲线分别进行对比,两者比较接近。说明该过滤过程模型可用于影响长纤维束过滤器运行特性中单个或多个变化因素(初始滤速、纤维束装填密度、流入浓度和纤维丝直径等)实验结果的估算,可作为长纤维过滤器的实验研究、操作优化和结构设计的参考。     

柴油车排气微粒捕集用复合金属丝网的制备与性能研究

论述了用于柴油车排气微粒捕集器的复合金属丝网的制备和测试过程 ,讨论了丝网层数和涂层负载对复合金属丝网过滤性能的影响 ,并分析了其捕集机理     

柴油车排气微粒捕集用复合金属丝网的制备与性能研究

论述了用于柴油车排气微粒捕集器的复合金属丝网的制备和测试过程，讨论了丝网层数和涂层负载对复合金属丝网过滤性能的影响，并分析了其捕集机理。     

扩散荷电作用下线板式ESP中PM2.5捕集效率的数值模拟

为考察线板式静电除尘器中PM2.5颗粒的除尘性能,建立电场、颗粒动力场和流场多场耦合下的数学理论模型。采用GAMBIT软件构造ESP实体结构,将用户自定义程序UDF导入到FLUENT软件中进行数值仿真,并应用Deutsch-Anderson公式计算粉尘在不同荷电机理和2种不同除尘操作参数下的除尘效率。数值结果表明,扩散荷电效应对PM2.5分级除尘效率贡献率随粒径增大非线性减小;外加工作电压越低或烟道气流速越高,扩散荷电效应对PM2.5粉尘颗粒的影响越大;在较高外加电压工况下,扩散荷电对综合效率的影响与降低一定量的烟道气流速相当。     

柴油机微粒捕集器复合再生性能及其场协同分析

基于柴油机微粒捕集器瞬态复合再生机理,建立了CFD三维仿真模型,并利用漩涡破碎燃烧模型和场协同数学模型对柴油机微粒捕集器瞬态复合再生过程的速度矢量和温度梯度进行了数值模拟和场协同分析,结果表明,再生时间为175 s时的微粒捕集器过滤体后端壁面峰值温度达到1 184 K,且其过滤体内速度矢量和温度梯度的协同度最好,最优燃烧再生区域所占最大比值为0.58,表明此时微粒捕集器过滤体内再生燃烧速率最大,其再生效率最高。     

大气细粒子的快速捕集及化学成分在线分析方法研究

本文介绍了一种新型的大气细粒子快速捕集及其化学成分在线分析方法。该方法中大气细粒子与过饱和水蒸气绝热混和而增长成大粒子 ,并在气流的带动下惯性撞击到一垂直玻璃板上 ,一含有内标物的去离子水流自上而下将撞击到玻璃板上的粒子收集 ,收集液被直接输送到离子色谱、总有机碳分析仪 ,在线分析其中的化学成分。该方法每 12min可完成单个样品分析 ,每小时可连续采集分析 5个样品。离子色谱最低检测限约为 0 .0 5 μg/m3(NH+4 )到 0 .2 0 μg/m3(SO2 -4 ) ,不确定度约为 3 % ,TOC最低检测限为 5× 10 -5μg/m3,不确定度约为 3 %。真实的大气细粒子观测结果表明 ,该方法快速、简捷、灵敏度高 ,是实时监测大气中细粒子化学成分的有效工具     

超高效气溶胶净化系统有效性现场检验研究

各类超高效气溶胶净化系统普遍存在的较为突出的问题是:缺乏系统工作有效性现场检测手段,难以判断系统防护是否失效。根据超高效滤料过滤特性和测试原理,并在分析了大气气溶胶对过滤效率测试影响的基础上,提出大气气溶胶背景下,基于粒数浓度测量和使用发生的高浓度单分散气溶胶作为实验气溶胶的净化系统防护有效性现场检验测试技术及系统组成,并进行了验证。     

基于Monte-Carlo方法的静电除尘器除尘效率

针对经典除尘效率未考虑诸多随机因素影响的问题,提出了基于Monte-Carlo方法的效率分析模型,并通过实验数据验证其可靠性。通过该模型分析了粒径大小、电场气流速度、电晕电压、两极间距、粒子浓度等因素对收尘效率的影响规律,结果表明:基于Monte-Carlo方法的仿真结果精度更高,能有效预测静电除尘器的收尘效率,对于改进静电除尘器设计具有一定的理论意义和实用价值。     

Reduction of sampling and analytical errors for electron microscopic analysis of atmospheric aerosols

Electron microscopy-energy dispersive spectroscopy (EM/EDS) can be used to determine the elemental composition of individual particles. However, the accuracy with which atmospheric particle compositions can be quantitatively determined is not well understood. In this work we explore sources of sampling and analytical bias and methods of reducing bias. Sulfuric acid [H₂SO₄] and ammonium sulfate [(NH₄)₂SO₄] particles were collected on beryllium, silicon, and carbon substrates with similar deposition densities. While [(NH₄)₂SO₄] particles were observed on all substrates, [H₂SO₄] and ammonia-treated [H₂SO₄] particles could not be found on beryllium substrates. Interactions between the substrate and sulfuric acid particles are implicated. When measured with EM/EDS, [H₂SO₄] particles exposed to ammonia overnight were found having lower beam damage rates (0.000 ± 0.002 fraction s⁻¹) than those without any treatment (0.023 ± 0.006 fraction s⁻¹) For laboratory-generated [C₁₀H₆(SO₃Na)₂] particles, the composition determined using the experimental k-factors evaluated from independent particle standards of similar composition and size shows an error less than 20% for all constituents, while greater than 78% errors were found when k-factors were calculated from the theory. This study suggests (1) that sulfate beam damage can be reduced by exposure of atmospheric particle samples to ammonia before analysis, (2) that beryllium is not a suitable substrate for atmospheric particle analysis, and (3) calibration (k-factor determination) using particle standards of similar size and composition to particles present in the atmosphere shows promise as a way of improving the accuracy of quantitative EM analysis.     

侧流电除尘增效机理与检验

针对现有许多电除尘器难以满足日益严苛的颗粒物排放要求而面临提效改造的现状,根据经典电除尘理论,降低电场风速是电除尘器提效的一个有效途径,进而提出一种通过改变烟气流向成倍降低电场风速的侧流电除尘器。首先,为阐明侧流电除尘器的增效机理,基于已有的关于紊流情况下流速对颗粒悬浮作用的研究结果,通过受力分析给出了在有悬浮升力影响下带电颗粒的电除尘效率理论表达式,证明了降低电场风速的增效作用比增加电场长度更有效。然后,在极配结构和处理流量相同、平均入口含尘浓度约1 400 mg·m-3和场强在2.5~4.5 kV·cm-1的情况下,采用中位径为3.5 μm的硅微粉进行了侧流电除尘器和常规电除尘器的减排效果对比实验研究。结果表明,侧流电除尘器的平均排放浓度比常规电除尘器降低45％,减排作用突出。     

基本单分散气溶胶透过率测试中真实值的计算

通过对高效、超高效滤料透过率测试台工作原理的分析得到:利用基本单分散粒子作为气溶胶测得的透过率关系与滤料真正的透过率-粒径曲线有区别,实际上是所使用实验气溶胶的综合透过率。详细研究了真正透过率与实验透过率的关系、误差和偏离产生原因,最终提出了一种独特的计算方法,实现了根据实验得到的表观透过率-粒径关系,就可以计算出真实透过率-粒径曲线,并得到了采用较为理想的实验气溶胶测试出的真实透过率的实际验证,这将大大提高高效、超高效滤料性能测试台的精度,拓展了其应用范围,为高效滤料的过滤理论和应用研究提供了比较理想的测试手段。     

偶极荷电静电凝并除尘器收尘机理及性能研究

提出一种高效去除微细颗粒物的偶极荷电静电凝并除尘装置,其主要由凝并区和收尘区组成.对其凝并收尘机理进行了分析,并对收尘性能进行了实验研究.结果表明,偶极荷电静电凝并系数高于库仑凝并系数;偶极荷电静电凝并除尘器中颗粒的凝并效果好,且在相同的条件下,其对微细颗粒物的除尘效率明显高于普通静电除尘器.     

旋风除尘器流场及浓度场实验与模拟

在研究旋风除尘器内气固两相的运动状况及分离机理方面,计算机模拟替代部分实验的方法能够优化设计旋风除尘器结构参数,提高其对微细颗粒的捕集效率,减少运行压力损失。本研究采用RSM模型和随机轨道模型对旋风除尘器内流场及浓度场进行模拟及实验。研究表明,旋风除尘器压力损失模拟结果与实验结果吻合较好,对于大于5μm的颗粒其捕集效率模拟结果与实验结果基本吻合;旋风除尘器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布;如将排气管管径减少至原直径0.8倍,可使其对2μm颗粒捕集效率提高6.6%,但压力损失提高36.5%;颗粒的凝并作用有利于提高旋风除尘器微细颗粒的捕集效率。     

湿式密集纤维栅对矿山粉尘的过滤效率

金属矿山粉尘净化一直是深井空气环境治理的技术难题,为解决单层纤维栅并列插板结构体积大、孔隙率高等问题,在毛细管润湿效应产生水膜的净化理论基础上,建立了湿式密集纤维栅净化机制的物理模型,利用等效假设推出了湿式密集纤维栅的过滤净化效率式。采用正交实验分析了各因素对密集纤维栅净化效率的影响。根据分级净化效率的实验结果对理论效率公式进行了量纲一的修正,应用湿式密集栅纤维层过滤实验系统进行粉尘净化实验,实验结果表明：湿式密集纤维栅在实验最优组合情况下对粒径小于5 μm的呼吸性粉尘净化效率可达92.36％,具有良好的实际应用效果。