复合式静电除尘器滤料表面的电势特性

为改进复合式经典除尘系统,研究了针尖-极板系统内滤料表面电势分布以及电晕放电过程结束后滤料表面电势消逝规律。首先通过针尖-极板系统使得极板上的滤料荷电,在电晕放电过程结束后,再使用表面电位计测量滤料表面电势分布与衰减规律。测量的干净滤料包括PE(聚酯纤维)、Bag(袋式滤料);带有颗粒层的脏滤料包括PE(聚酯纤维)。实验结果显示:对于2种干净滤料,其表面初始电势分布比较均匀,偏差15%;干净的PE滤料在45 s左右表面电势衰减至稳定值而Bag滤料15 s左右可以达到稳定,Bag滤料表面电势衰减速度快于PE滤料;当阴极电压在10~35 kV间变化时,干净PE滤料初始电势稳定在1 500 V左右而Bag滤料稳定在1 200 V左右,阴极放电电压的增加并不影响滤料表面电势初始值;对于带有颗粒层的PE滤料,颗粒层表面电势低且干净滤料部分电势高。研究结果可供复合式静电除尘系统的设计参考。     

静电对纤维滤料过滤飞灰颗粒的影响

实验研究了在商用的纤维滤料中,窄分布飞灰颗粒在电晕荷电、电场极化及静电中和器中和等外加条件对过滤压降、穿透率以及上游颗粒与逃逸下游颗粒的荷电分布特点的影响。实验结果表明,在3.95m/min的过滤速度下,极化及中和工况经历了清洁滤料过滤、堵塞和颗粒层过滤3个阶段,而电晕状态在5000Pa以后仍未形成完整的颗粒层,压降增长的速度显著大于其它2个工况。3种情况初始阶段亚微米颗粒都有一个高的穿透率,在还不到1000Pa时,穿透率均已下降到0.01%以下。ELPI测量结果表明,下游颗粒电荷明显比上游颗粒小,说明电荷量可能对穿透率起到一个重要作用。     

静电除尘器数值模拟

针对静电除尘器建立了其流场、电晕电场、颗粒荷电与运动的三维数值模型,流场采用时均Navier-Stokes方程和雷诺应力标准湍流模型,电晕电场采用非结构有限容积法,颗粒运动采用拉格朗日方法,颗粒荷电采用对荷电率方程进行积分的方法,颗粒湍流扩散采用随机轨道模型,颗粒的粒径分布采用Rosin-Rammler分布描述,模拟计算了实验电除尘器电场分布、流场分布以及颗粒运动,极板上的电流密度分布计算值与实验值符合良好,颗粒向极板运动的速度在距离极板面5 mm处的实验值与计算值也符合良好,在模型验证基础上,进一步分析了电除尘器内部流场的分布、颗粒的荷电特性与运动轨迹以及各个粒径的除尘效率。     

某机加工车间油雾颗粒监测与净化研究

以一个典型汽车零部件机加工车间为对象,调研了其生产工艺,分析了油雾散发的基本原理。为了监测车间内空气中油雾浓度动态水平,开发了油雾在线监测系统,对车间内油雾浓度进行了连续观测,分析了典型位置油雾浓度与区域设备的关系,并调研了车间内设备油雾净化器安装情况,测试了油雾净化器的风量与出口浓度。结果表明:在生产期间车间呼吸区的油雾浓度显著高于美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)推荐的油雾接触限值(0.5 mg/m~3);油雾排放源头控制至关重要,在过滤、离心和静电等多种净化设备中,静电净化设备出口浓度最低,并能维持较高的风量。     

建筑外窗形式对窗户气密性能的影响

采用压差法测量了天津大学校园内5种典型的常用建筑外窗的气密性,这5种窗户分别是PVC单层窗、PVC双层窗、铝合金平开窗、铝合金推拉窗以及铝合金上悬上悬窗,每类窗户测量3组,测量压差控制在0~60 Pa之间。通过测量结果分析了窗框材料、开关窗形式、使用时间以及窗户所处环境对窗户气密性的影响。最终,当压差为5 Pa时,前4种窗户的漏风量分布在10~20 m³/h之间,而铝合金上悬上悬窗的漏风量则在35~40 m³/h之间,漏风量比较大。窗户的渗漏系数C与窗户气密性存在较大关系,压力指数n基本分布与0.5~0.6之间,受气密性影响小。再根据标准GB/T 7106-2008计算了所测外窗的气密性,通过计算,PVC双层窗的气密性最好,平均为5.17 m³/h·m²;铝合金上悬上悬窗的气密性最差,平均为17.9 m³/h·m²。通过对实验的可重复性进行测量,发现经过测量得出低压段（≤ 10 Pa）的漏风量受环境影响较大,高压段（≥ 15 Pa）较小;每两次重复性测试的时间间隔为1周,每两组重复测量之间的误差都小于15%,实验可重复。     

建筑外窗形式对窗户气密性能的影响

采用压差法测量了天津大学校园内5种典型的常用建筑外窗的气密性,这5种窗户分别是PVC单层窗、PVC双层窗、铝合金平开窗、铝合金推拉窗以及铝合金上悬上悬窗,每类窗户测量3组,测量压差控制在0~60Pa之间。通过测量结果分析了窗框材料、开关窗形式、使用时间以及窗户所处环境对窗户气密性的影响。最终,当压差为5Pa时,前4种窗户的漏风量分布在10~20m3/h之间,而铝合金上悬上悬窗的漏风量则在35~40m3/h之间,漏风量比较大。窗户的渗漏系数C与窗户气密性存在较大关系,压力指数n基本分布与0.5~0.6之间,受气密性影响小。再根据标准GB/T 7106—2008计算了所测外窗的气密性,通过计算,PVC双层窗的气密性最好,平均为5.17m3/h·m2;铝合金上悬上悬窗的气密性最差,平均为17.9m3/h·m2。通过对实验的可重复性进行测量,发现经过测量得出低压段(≤10Pa)的漏风量受环境影响较大,高压段(≥15Pa)较小;每两次重复性测试的时间间隔为1周,每两组重复测量之间的误差都小于15%,实验可重复。     

荷电颗粒可压缩性颗粒层模型

研究发现荷电颗粒有趋向于沉积在颗粒链尖端的趋势,据此在已建立的中和可压缩性颗粒层模型中加入荷电颗粒的沉积性质,建立了荷电颗粒可压缩性颗粒层模型,从而研究滤料过滤过程中的颗粒层过滤阶段的机理。通过模型发现,不可压缩时,荷电颗粒形成的颗粒层的高度与中和颗粒层相似,但空隙分布均匀;由于下滑角较小,其不易被压缩,当压降增大到一定程度时,呈周期性压缩,所以在较高过滤风速下其压降显著低于中和工况。模型结果成功地解释了实验现象。