静电增强湿式除尘器的优化运行

利用颗粒和液滴间的静电吸引力可以大幅度提高传统湿式重力喷淋除尘器的除尘性能.着重分析液滴荷电而颗粒不荷电的湿式除尘器的工作状况,阐述了布朗扩散、拦截、惯性碰撞和静电捕集等4种除尘机理.介绍了典型工况中该除尘器烟尘颗粒度分布,并通过分析捕集速率(沉积核)的方式对该除尘器的运行优化进行了分析.结果表明:含尘气流输运速度越大,液滴喷射速度越小;液滴几何尺度越小,液滴荷质比越高;液气比越大,越有利于可吸入颗粒物的高效脱除.     

建筑物布局对街道交叉口内气流和污染扩散的影响

采用Fluent软件对7种不同建筑物偏移量Δy(Δy=0、1/6 W、1/3 W、1/2 W、2/3 W、5/6 W和W,其中:W为街道宽度)下的交叉口内气流和污染扩散进行了三维数值模拟.模拟结果表明,建筑物偏移量对交叉口内气流运动和污染扩散具有显著影响.1/6 W的偏移量已足以在侧向街道内产生明显的次生流;当偏移量由1/6 W增加到1/3 W时,侧向街道内的速度场显著增强;而当偏移量分别为1/2 W、2/3 W、5/6 W和W时,侧向街道内的风速已与上风街道内的风速相当.随偏移量的增加,侧向街道和交叉口的空气交换增强而下风街道与交叉口的空气交换减弱.随着偏移量的增加,从上风街道尾端点源扩散到侧向街道内的污染物增加.     

关于颗粒惯性聚集现象数值算法的分析与研究

为深化对颗粒惯性聚集现象及原理的研究,通过CFD数值模拟技术针对球形颗粒在微通道内的聚集运动建立了相应模型,以不同的数值算法进行模拟分析。通过对比分析不同条件下两种模型,即"相对运动模型"和"六自由度模型"的数值计算结果与实验数据的适配情况,分析两者的精准度与适用性,为颗粒惯性聚集现象的模拟研究提供指导。研究结果表明:"相对运动模型"适用于颗粒粒径或雷诺数较小的情况,可以快速得到颗粒惯性升力的空间分布,进而确定其聚集位置。"六自由度模型"以大量的计算时间为支撑,其计算结果在各种工况下均具有较高的精确度;能描述颗粒惯性聚集运动的轨迹;能够跟踪测量聚集过程中,颗粒在各个位置的运动参数和受力情况。     

并列流化床间采用载热体循环而传热

对高温并列流化床间采用载热体循环而传热的特殊传热方式进行了实验研究，得到了流化工况和颗粒物性等因素对颗粒循环与传热速率的影响规律。分析了用辅助气流控制双床间颗粒循环的内在机理，提出了该系统极限传热速率的计算式。     

典型沙尘天气污染特征研究

2017年5月5日19时至5月8日15时,受沙尘影响,连云港市PM10和PM2.5浓度均明显升高,在此期间对污染物的粒径分布、消光系数、退偏振比、组成成分进行分析,并结合天气情况及HYSPLIT后向轨迹模型对连云港地区大气运动进行研究,结果表明:连云港市的此次持续污染天气是由于西部冷空气过境,产生强对流,形成沙尘,并随着偏北风传输而来,是一次外来沙尘和本地污染源共同影响的过程;沙尘来临时,消光系数和退偏振比均明显增强,污染状态表现为混合污染,且大粒径段颗粒物数浓度明显升高;沙尘期间,富硅酸盐颗粒占比明显升高,占总细颗粒物的21.9%。     

静电增强湿式除尘器捕集可吸入颗粒物的定量描述

湿式重力喷淋除尘器一般对可吸入颗粒物的除尘效率较差,而借助静电力,则有望改善湿式除尘器对细微颗粒的除尘效果.首先介绍了静电增强湿式除尘器的捕集机制,包括布朗扩散、拦截、惯性碰撞和静电捕集;然后利用事件驱动常体积法描述了典型火电厂中三峰分布的烟尘颗粒群的尺度分布函数的动力学演变过程,以此量化静电增强湿式除尘器的除尘过程.结果表明,典型的传统湿式重力喷淋除尘器对PM的分级除尘效率在5%以上;如果液滴荷电,有望使得该除尘器对PM的分级除尘效率达到70%以上;如果颗粒荷电,PM的分级除尘效率将在25%以上;在液滴和颗粒同时荷上相反电荷的静电增强湿式除尘器中,PM的分级除尘效率接近100%.     

电厂排放烟气中的小颗粒在呼吸道内运动沉积的数值模拟

为了更全面地掌握电厂排放烟气中小颗粒物对人体健康的影响,在广泛参考各种呼吸道物理模型的基础上,建立了一个完整的从口腔到前三级支气管的三维几何模型。采用大涡模拟(LES)的方法计算流场,并在拉格朗日框架下追踪颗粒的运动轨迹,统计了小颗粒在人体呼吸道内的沉积率。结果表明,颗粒的沉积率主要取决于呼吸强度与颗粒惯性的大小。     

空间组合弯头气固两相流动磨损特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法对空间组合弯头内气固两相流动及磨损特性进行了数值模拟,研究了气流速度、颗粒直径、颗粒浓度和弯头间连接长度对壁面磨损率的影响.结果 表明:空间组合弯头壁面磨损最严重位置在第1个弯头外侧,磨损严重区域自中心向周围过渡;气流发生空间转向,固体颗粒由于惯性会撞击在第2个弯头的侧壁面,导致第2个弯头...     

一次风速度对煤颗粒群着火特性影响的实验研究

利用Hencken型平面携带流反应器,研究了一次风速度对两种高挥发分褐煤和一种贫煤射流着火特性的影响.实验结果表明,低雷诺数(Re=878)条件下,贫煤煤粉气流先后发生外层单颗粒着火燃烧和内层颗粒群着火燃烧,煤粉颗粒着火和燃烧轨迹十分规则.但在高雷诺数(Re=4,392)条件下,贫煤煤粉气流更难形成群燃火焰,呈现出暗红色火焰.随着一次风速度的增加,尽管煤粉颗粒的停留时间减小,但湍流强度的增加使颗粒加热速率以及挥发分析出的强化作用占主导,使得煤粉气流的着火距离减小.此外,群燃火焰在挥发分聚集到一定程度后产生,是颗粒群燃烧的特有现象,而煤种挥发分含量的增加和有效聚集有利于群燃火焰的出现.     

滚筒冷渣机中的颗粒径向扩散运动研究

在滚筒冷渣机灰渣回转冷却运动中引入扩散系数的概念并探讨了颗粒物料扩散的规律及径向扩散对传热的影响。采用DEM(离散元法)建立颗粒运动模型,对扩散运动进行研究得出以下结论:颗粒在主动层滑落过程中相互碰撞、相互作用导致进入被动层后相对位置的重新组合是径向扩散的根本原因;不同料层区域颗粒的径向扩散强度不同;颗粒扩散可以加速料床内部传热,扩散系数大的部位内部温差小,扩散系数小的地方内部温差较大。     

颗粒扩散的三个效应分析及其数值模拟

在对均匀各相同性湍流中的颗粒进行研究时，目前通常采用拉氏方法描述两相湍流中的颗粒相运动，用的较多的就是基于颗粒所见气体速度的Langevin方程。此方程的封闭必须考虑颗粒扩散的轨道穿越效应、连续性效应和惯性效应。在仔细分析几个效应的基础上，提出了一种改进的漂移系效模型，综合考虑颗粒在均匀各向同性湍流内扩散所遇到的三种效应的影响，并进行数值模拟分析了几个效应对于效值模拟结果的影响。     

大型潘对普通和纳米级悬浮颗粒物吸附氮的影响

颗粒物是自然水体的重要组成部分,可直接或间接影响水体生物、物理、化学过程。滤食性浮游动物大型潘（Daphnia magna Straus）会对水体中的颗粒物产生影响,从而改变其自身的栖息环境,并最终影响其自身生长与繁殖。探讨大型潘对不同类型悬浮颗粒物吸附氮的影响。结果显示,大型潘促进颗粒物对氮的吸附作用,纳米级颗粒物比普通级颗粒物对氮的吸附效果更显著。这可能是由于颗粒粒径减小,颗粒的比表面积增大,颗粒吸附污染物及营养盐的能力增强所致。     

城市扬尘污染防治初探

目前,对中国城市空气质量影响最主要的污染源就是大气颗粒物.大气颗粒物主要来源于工业烟尘、粉尘和扬尘,其中来源于扬尘的颗粒物在颗粒污染物总量中所占比重呈逐年增加的态势,已成为影响城市空气质量的首要因素.叙述了中国城市扬尘污染的现状和来源,指出,中国城市目前扬尘污染防治中存在的问题,提出,防治城市扬尘污染、改善空气质量的措施.     

不同径高比柱状载氧体固定床CLC非均相反应及共轭传递过程的数值分析

为了解柱状载氧体的外形如何影响组分扩散与复杂间隙流动,并最终影响整体气固非均相反应性能,采用计算流体力学(CFD)方法对不同径高比的柱状载氧体的固定床化学链燃烧(CLC)过程进行了数值分析。结果表明：柱状载氧体颗粒的径高比越大,填充床反应器中气流平均速度和床层压降越大;相比于常规的圆柱载氧体颗粒,薄片状或棒状颗粒具有更大的比表面积和更短的组分扩散距离,能够缓解多孔颗粒载氧体中的内扩散限制,从而提高整体气固非均相反应速率和载氧体转化率;在相同径高比下,薄片状颗粒填充床具有更大的内扩散传质速率和对流传质速率,综合共轭传质能力更强。     

浅析大气颗粒物污染及防治措施

近几年,国内的大气颗粒物污染有所加重,从客观的角度来分析,大气颗粒物污染的出现并非偶然现象。因此,今后的防治措施必须保持健全的体系和正确的方法,最大限度的对多方面问题开展彻底解决。文章针对大气颗粒物污染及防治措施展开讨论,并提出合理化建议。     

室内卷烟阴燃颗粒物的粒径分布与迁移特性

为探究卷烟阴燃亚微米颗粒物在室内环境中的粒径分布与迁移特性,采用DMS500快速型微粒光谱仪在线监测室内不同位置处卷烟阴燃粒径在5~1,000,nm范围内的烟颗粒,记录并分析随时间变化的气溶胶粒径谱分布信息,得到以累计颗粒数密度、几何中位径、颗粒数目衰减指数为表征的室内亚微米颗粒物迁移特性参数.结果表明:卷烟阴燃前后亚微米烟颗粒粒径谱呈现不同的对数偏态分布,且室内不同位置烟颗粒粒径谱形态类似;扩散、沉降、凝并等作用是导致烟颗粒在一定范围内迁移呈现不同变化规律的影响因素.     

余热锅炉入口烟道结构优化设计

为改善余热锅炉入口流场均匀性,应用三维CFD计算模型,对某台燃气轮机余热锅炉的过渡烟道进行了结构优化数值模拟,对烟道长度、前上仰角段长度、后部水平段长度和前上仰角角度4个结构参数进行了优化设计,并针对其优化效果的不足提出了一种新型过渡烟道(S型引导扩散烟道)。结果表明:原烟道长度与烟道底面倾斜角有关,影响气流扩散剧烈性;前上仰角角度决定气流在前上仰角段的扩散趋势;前上仰角段长度关系到气流扩散的充分性;后部水平段长度对气流扩散无明显影响;参数优化未改变在烟道底部形成一股高速主气流的弊端,需对烟道结构进行改进;新型(S型引导扩散)过渡烟道将气流引导至相对余热锅炉入口中心的位置后进行双向扩散,回流区和高速区减小,明显改善流场均匀性,具有广阔的研究前景。     

乙醇柴油添加剂对柴油机颗粒排放及其挥发氧化特性影响

研究了乙醇柴油及燃油添加剂对柴油机颗粒排放及其挥发氧化特性的影响。采用热重分析法分析柴油机燃用不同燃料时排气颗粒物的可溶性有机物挥发性、碳烟样品和颗粒物氧化特性。研究结果表明:含添加剂的乙醇柴油颗粒物排放远低于0#柴油的颗粒物排放,降幅在50%以上。颗粒在热失重过程中经历颗粒失水干燥、可溶性物质氧化和烟煤基元发生氧化反应三个阶段。与0#柴油相比,乙醇柴油及柴油添加剂能降低颗粒物中的可挥发部分质量份额,且乙醇柴油的效果最佳。乙醇及柴油添加剂有助于降低碳烟起燃温度和最大氧化速率对应的温度;与0#柴油相比、N5E10、N5E10XY0.1%和N5E10CN0.3%的碳烟最大氧化速率对应的温度依次降低了39、92、146℃。     

乙醇对丁酸甲酯扩散火焰碳烟颗粒形貌演变及微观结构的影响

在层流扩散火焰燃烧器上探究掺混乙醇对生物柴油参比燃料丁酸甲酯火焰中碳烟颗粒形貌和微观结构的影响;在燃料路分别通入28.36 m L/h的纯丁酸甲酯燃料以及27.59 m L/h的乙醇-丁酸甲酯混合燃料,在氧化剂路通入14.8 L/min的空气形成稳定的层流扩散火焰;利用热泳探针取样(thermophoretic sampling particle diagnostic,TSPD)和总体采样系统从不同高度火焰轴心处对碳烟颗粒样品进行采集;对碳烟颗粒进行透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)检测和拉曼光谱检测。结果表明:在掺混乙醇可以使火焰中的碳烟颗粒基本粒径减小,抑制了碳烟的表面生长;掺混乙醇使得颗粒物的ID/IG值增大,说明掺混乙醇会使碳烟颗粒结构更加无序化,即石墨化程度更低,更有利于被氧化。     

细长颗粒流化运动的数值分析

为了研究秸秆类颗粒的流化运动特性,针对细长颗粒的形状特征,将细长颗粒沿长度方向上离散化后分别计算各离散段在气流场中的受力,从而建立细长颗粒的运动数学模型;利用碰撞模型来处理颗粒与墙壁之间的碰撞;采用欧拉-拉格朗日方法计算追踪气流场中颗粒的运动,模拟了细长颗粒在气相场中的运动特征,发现颗粒在运动过程中的空间倾角存在明显的取向性,且与实验结果相符.还讨论了影响细长颗粒计算稳定性和精度的几个关键因素,结果发现,细长颗粒作离散化处理后,对长度方向上的气流场速度分布比较敏感,因此,为了保证计算精度,在进行气相场网格划分时对网格尺度要求很高,同时细长颗粒离散程度对计算精度也有很大影响.