雾滴感应荷电的影响因素及相关性分析

为揭示各因素对雾滴荷电的影响规律及各因素与荷电效果之间的关系,在一定的雾化参数下,采用网状目标法系统地研究了荷电电压 U 、电极环直径 D 以及极间距 L 对雾滴荷电效果的影响,并通过SPSS分析了这3种影响因素与雾滴荷电效果之间的相关性。结果表明：在感应荷电条件下,雾滴的荷质比随电压升高、电极环直径与极间距的减小而增大;各影响因素与雾滴荷质比之间基本上均成线性关系;荷电电压与极间距对雾滴的荷电效果具有显著影响,而电极环直径的影响相对较弱;各因素对雾滴荷电效果的影响顺序为：极间距>荷电电压>电极环直径。最后,建立了各因素影响雾滴荷电效果的统一线性方程。     

选煤厂荷电水雾除尘系统数学模型的研究

在荷电水雾理论的基础上,结合选煤厂粉尘污染的实际情况,在粉尘产生源头-给煤机处进行除尘系统设计,建立选煤厂荷电水雾除尘系统的数学模型。该数学模型综合考虑了雾滴直径、粉尘直径、雾滴荷质比对除尘效率的影响,通过对该数学模型的优化求解可以进行选煤厂除尘系统的最优设计。     

荷电水雾振弦栅除尘效率影响因素的试验研究

针对荷电水雾振弦栅除尘效率的影响因素问题,进行了荷电水雾振弦栅除尘效率试验研究。试验通过对过滤风速、电极是否荷电、不同型式的电极、喷雾水量、粉尘粒径等条件的改变,得到了在各个试验条件下的除尘效率与喷雾水量、过滤风量、荷质比之间的关系。通过分析得出：同等工况条件,大多数情况下荷电的水雾比不荷电的水雾的除尘效率要提高0.8～2.7个百分点;在用两种极板分别试验时,不同工况下板状电极要比环状电极的除尘效率高一些;荷电水雾对微细粉尘的去除效率比不荷电的更好,但当粉尘粒径逐渐增加到10 μm时,荷电水雾与不荷电水雾的去除效率基本一致;在板状电极试验中,随着风速增加,荷电水雾与不荷电水雾除尘效率之差也逐渐增大;在环状电极试验中,则相反。      

荷电水雾除尘技术试验

从水雾荷电、水雾粒捕尘机理作用的理论分析,对水雾荷电方式、荷电量（平均荷质比）、荷电水雾除尘效率进行试验研究,得出水雾带上一定的电荷和电量,与含尘空气中粉尘粒子混合接触,通过静电效应提高对微细粉尘的除尘效率。     

菱镁矿粉体颗粒摩擦荷电实验与仿真研究

为了对粉体颗粒摩擦荷电过程进行数值模拟,以菱镁矿粉体颗粒为研究对象,利用离散元模型和电荷转移模型对粉体颗粒运动过程和摩擦荷电过程分别进行理论建模。在EDEM仿真软件中建立了适用于粉体颗粒摩擦荷电仿真的计算模块,并应用该模块进行菱镁矿粉体摩擦荷电仿真分析,考察给料量和滑槽倾斜角度对摩擦荷质比的影响,同时利用振动槽摩擦荷电装置进行菱镁矿粉体颗粒摩擦荷电对比实验研究。结果表明,菱镁矿粉体摩擦荷质比随给料量的增加而减小,随滑槽倾斜角度的增大而减小。试验结果得到了与仿真结果相似的变化趋势,验证了所建粉体颗粒摩擦荷电数值模型的准确性。本文研究结果对更精确粉体颗粒摩擦荷电模型的建立和粉体颗粒摩擦带电的进一步应用具有重要意义。     

离子风静电除尘器集尘效率数值仿真研究

静电除尘器是通过在放电针施加高压电场使周围气体发生电离形成电晕放电,使得气流中的粉尘荷电,带电后的粒子受静电力的作用与气流分离并朝向负极板运动,从而达到粉尘收集的目的。通过计算流体力学模型（CFD）,研究离子风对静电除尘器内流场和粉尘收集效率的影响,该模型耦合了电晕放电、气体流、颗粒荷电及传输。结果显示,在电极附近电场强度和空间电荷密度达到最大,分别是7.03×10⁶ V/m和3.93×10^-4 C/m³。在施加27、20 kV电压时,离子风速度可分别达到1.92、1.79 m/s。通过对不同粒径粉尘的除尘效率研究发现,处在中间粒径粉尘收集效率最低。     

预荷电喷雾降尘技术的研究

应用荷电后的水雾粒能有效捕集直径为０．１￣２μｍ的尘粒的特点。研究成功不需要外电源就能使水雾荷电的电介喷嘴及预荷电高效喷雾降尘技术。实验室试验和井下使用结果表明，这种喷雾降尘技术对总粉尘，特别是对呼吸尘具有显著的降尘效果。     

预荷电喷雾降尘技术的研究

应用荷电后的水雾粒能有效捕集直径为０．１～２μｍ的尘粒的特点。研究成功不需要外电源就能使水雾荷电的电介喷嘴及预荷电高效喷雾降尘技术。实验室试验和井下使用结果表明，这种喷雾降尘技术对总粉尘，特别是对呼吸尘具有显著的降尘效果。     

荷电水雾振弦除尘器的性能研究

荷电水雾振弦栅除尘技术是将液滴荷电技术与振弦栅除尘技术相结合 ,以获得较高的除尘效率 ,特别是对微细粉尘的高效捕集。其结构简单、运行及维护费用低 ,是一种高效除尘技术。通过对环形电极的水雾荷电规律以及不同风速条件下水雾荷电前与荷电后的除尘效率的试验研究表明 ,除尘器的除尘效率可达99 5 %     

荷电水雾振弦栅除尘技术机理研究

荷电水雾振弦栅除尘是一种对微细粉尘有较高的除尘效率的新型高效除尘技术。水雾经过电晕荷电或感应荷电后，利用振弦栅的声能效果使水雾和粉尘进行碰撞、截留、扩散等，加强了对微细粉尘的收集。在阐述水雾荷电方法和原理的基础上，研究分析了水雾捕尘和湿式振弦栅除尘技术的机理，总结出影响振弦栅除尘效率的主要因素有振弦栅的材料、振动频率、过流风速及层数等，为工业应用奠定了基础。     

基于电荷感应原理的粉尘质量浓度测量装置优化

对于应用电荷感应法测量低浓度粉尘不够精确的问题,依据文丘里效应,提出减小现有测量管道的中间部分管径,使之依次形成收缩段、喉道段、扩散段3部分,来提高粉尘颗粒的运动速度,进而增大静电传感器的感应电荷量。利用Fluent软件对改进的测量管道进行气固两相流仿真,获得管道内粉尘颗粒速度分布云图及喉道段内速度值。对应环形静电传感器的数学模型,分别计算了不同管径比下的感应电荷量。结果表明:改进管道的管径比为0.69时,静电传感器上的感应电荷量最大。通过测量装置的优化,可将测量精度提高3%,有效提高了低浓度粉尘的测量精度。     

多场耦合作用下静电除尘器粉尘颗粒运动轨迹模拟

为了描述静电除尘器内流动特性以及粉尘颗粒的捕集过程,建立了气体流场、颗粒动力场与电场相互耦合作用的数学模型,构造了更贴近燃煤发电厂实际生产过程中的Rosin-Rammler粒度分布模型,讨论了多场耦合作用下不同工作电压、含尘气流入口速度对颗粒运动轨迹的影响。数值结果表明:随着工作电压的增高,逃逸粉尘的平均粒径呈现非线性递减的关系,粉尘颗粒向着收尘板方向偏移运动的趋势逐渐变强。此外,随着入口含尘气流速度的增大,出口处逃逸粉尘的平均粒径呈线性递增的关系,颗粒向收尘板电极方向偏移的趋势明显减弱。     

长距离掘进巷道爆破粉尘非稳态分布规律

为了指导通风系统和防尘系统的设计,以马堡煤矿152采区轨道下山掘进工作面为背景进行爆破后的CFD模拟研究,并结合实际测量,以获得粉尘扩散规律、粉尘粒径沉降规律和粉尘浓度时间变化规律。模拟结果显示:距离地表垂高为0.5 m处粉尘浓度最高,距地表4 m处粉尘浓度最低。粒径在90~200μm的几乎完全沉降;15μm以下的长时间悬浮;10μm以下的粉尘均匀分布于沿程空间各点。在1~5 min之内,大颗粒迅速沉降;粉尘浓度5 min后开始逐渐减小。距掘进工作面10~20 m范围内粉尘浓度一直保持在较高水平。现场实测得到距工作面20 m和25 m范围内的粉尘浓度分布规律与数值模拟结果基本一致。     

矿用旋流器流场仿真模拟及降尘效果分析

为了解用于煤矿用设备干式除尘系统的旋流器内部粉尘颗粒运动规律,基于流体动力学方法对旋流器内部气固两相流场进行数值模拟,分别研究粒径10、100和1000μm粉尘颗粒在旋流器内部运动轨迹。分析结果表明：气动质量颗粒在旋流器内部沿螺旋路径运动,颗粒直径越大被收集率越高;粒径100μm以上的粉尘大多被收集,粒径约10μm的颗粒由排气管道排出。     

密闭管内甲烷－煤粉复合爆炸火焰传播规律的实验研究

在1.2 m长竖直爆炸管内对不同初始条件下的甲烷－煤粉混合物进行了弱点火火焰传播实验。分别考察了甲烷浓度、煤粉浓度、煤粉粒径以及点火延迟时间对复合爆炸火焰传播特性的影响。结果表明,煤粉的存在使得纯甲烷在空气中爆炸火焰传播速度显著增大,最大火焰传播速度出现在距离点火端0.425 m（长径比等于6）处;火焰传播至长管末端壁面后,爆炸压力达到最大值;甲烷浓度越接近化学当量比,火焰传播速度越快;火焰传播速度随煤粉浓度和点火延迟时间的变化趋势为先增大后减小,最佳煤粉浓度为500 g/m³,最佳点火延迟时间为500 ms;在一定粒径范围内,火焰传播速度随着煤粉粒径的增大而减小。     

基于高精度沉积厚度检测方法的通风除尘管道粉尘沉积规律

为了对有爆炸危险存在的工矿场所的沉积粉尘厚度进行实时在线监测,同时调研发现针对工矿场所的通风除尘管道沉积粉尘厚度检测国内外尚属空白的现状。首先提出了一种高精度的沉积粉尘厚度实时在线检测方法,其核心是将粉尘的沉积质量检测转化为沉积厚度检测,并通过理论研究推导出粉尘沉积质量-粉尘沉积厚度的数学关系式,据此进行信号处理设计完成了该种检测方法。再完成了实验管道选择、粉尘粒径筛选、实验环境条件准备以及由定量发尘器、静电除尘器、压气泵、除尘风硐、风速测定仪、电脑控制台和变频风机等组成的实验系统。基于此实验系统与实验准备,首先实验验证了粉尘沉积质量-粉尘沉积厚度数学关系式的正确性,同时进行了误差实验,验证了该种检测方法的分辨率达到0. 01 mm,精度达到0. 07 mm,证明了该方法对沉积粉尘厚度的检测效果。然后,对除尘管道内粉尘颗粒物的受力情况进行了理论分析和研究,发现随着粉尘颗粒的粒径增大,颗粒所受的重力、拖拽力、Basset力和Saffman力作用逐渐明显。最后,基于此颗粒受力分析理论和实验系统,利用该种检测方法对通风除尘管道内的粉尘在不同风速和不同粒径下的沉积规律进行了研究,表明:随着除尘风速和颗粒粒径的增大,粉尘沉积率呈指数型降低和升高。文末,对管道内粉尘颗粒的沉积行为进行了原因分析,并给出了对现场除尘风速的设计建议。     

煤矿风井排风口除尘装置除尘效率的数值模拟

在某矿风井排风口安装了惯性重力除尘装置,安装该装置后,周围的环境得到大大的改善.运用数值模拟的方法计算该除尘装置的除尘效率.结果表明:该惯性重力除尘器的导风口处,从上至下气流速度逐渐减小,增加最下部导风口的面积,可以增大对小粒径颗粒的捕集量;在该惯性重力除尘器中,颗粒浓度最大的地方是在扩散塔外圆弧面附近,在紧连外圆弧面一侧的导流叶片中,最低的导流叶片出口处,颗粒的浓度很大;随着颗粒粒径的增加,惯性重力除尘器的除尘效率显著增加,对于120μm以下的颗粒,该除尘装置的除尘效率低于50%.