颗粒形状对全散射法测量颗粒物质量浓度的影响

燃煤电厂排放颗粒物作为大气颗粒物主要来源之一受到广泛关注,实现颗粒物质量浓度的精确在线监测意义重大。激光全散射法作为一种常用的颗粒物质量浓度在线监测方法,受颗粒特性影响较大,易造成较大的测量偏差。为探究颗粒形状对全散射法测量的影响,搭建了全散射法测试台架,并采用球形二氧化硅颗粒对测试系统进行标定,标定结果显示,球形二氧化硅颗粒质量浓度与消光程度高度线性相关,相关系数R2>0.99,测量浓度与真实浓度偏差仅为1.8%。进一步采用633 nm与532 nm波长激光分别对3种非球形(棱形、不规则和片状)二氧化硅颗粒进行测试试验。测试结果显示,3种形状颗粒物的质量浓度与消光程度均高度相关,R2均高于0.99;3种形状颗粒物质量浓度的测量值与真实值偏差与颗粒形状及激光波长相关,对比发现,入射波长为633 nm时,不规则、棱形和片状颗粒的质量浓度测量值与真实值的测量偏差分别为16.1%、27.4%和36.6%;入射波长为532nm时,3种颗粒质量浓度的测量偏差分别为4.8%、11.4%和17.4%;颗粒形状一致条件下,532 nm入射波长时的测量偏差明显较小,通过波长的选择可降低颗粒形状变化造成的测量偏差。     

含聚质量浓度对油水旋流分离器性能的影响分析

实验测试了4种不同含聚质量浓度水溶液的流变特性,基于幂律流体的流变模式进行回归分析,得到了不同质量浓度下聚合物水溶液的黏度模型,采用该黏度模型对螺旋导流式旋流器内连续相流场的计算进行了修正,并选用离散相模型(DPM)对油滴运移轨迹进行求解。含聚质量浓度在0—1 600 mg/L范围内,对比旋流器黏度场、速度场(切向速度、轴向速度、径向速度)、压力损失和油滴运移轨迹发现:受剪切影响旋流器内连续相黏度变化较大,径向分布呈"M"形,入口处黏度最高;分离效率从93.9%下降到73.2%,切向速度均值降低,而轴向速度和径向速度均值呈现出上升趋势;随含聚质量浓度上升,在旋流腔及锥段处油滴的轴向运移多次表现出"循环流"特征,并且在通过螺旋流道出口后其合速度骤然衰减,速度大小在较低范围内高幅度波动,最终未能及时进入内旋流造成分离效率下降。