管道中亚微米颗粒热泳脱除技术的研究

通过对设计的实验系统进行测量,得到了亚微米颗粒热泳沉积效率的计算公式.由实验验证:相对于长管,短管可充分利用速度温度正在发展流,从而获得更高的热泳沉积效率.利用逐步递进原则,设计了1种将短管作为热泳除尘段,并和过渡段交替连接的除尘装置.结果表明:在采用8段热泳段的情况下,总除尘率可达到约83.24%.说明利用该原则能设计出可行的脱除亚微米颗粒的除尘设备.     

可吸入颗粒物在管内湍流流动时的动力学特性及热泳沉积

The kinematical characteristics and thermophoretic deposition of inhalable particles with the diameters of 0-2.5μm （hereafter referred to as PM2.5） suspended in turbulent air flow in a rectangular duct with temperature distribution were experimentally studied. Particle dynamics analyzer （PDA） was used for the on-line measurement of particle motion and particle concentration distribution in the cross-sections of the duct. The influences of the parameters such as the ratio of the bulk air temperature to the cold wall temperature and the air flow rate in the duct on the kinematical characteristics and the deposition efficiencies of PM2.5 were investigated. The experimental re- sults show that the deposition efficiencies of PM2.5 mainly depend on the temperature difference between the air and the cold wail, wffile the air flow rate and the particlecon~centration almost affect hardly tile clep0si-tion-effi ciency. The radial force thermophoresis to push PM2.5 to the cold wail is found the key factor for PM2.5 deposition.Based on the experimental results, an empirical modified Romay correlation for the calculation of thermophoretic deposition efficiency of PM2.5 is presenlext. The empirical correlation agrees reasonably well with the experimental data.     

自然循环欠热沸腾起始点特性

利用适于强迫循环的伯格尔斯和罗斯诺经验方法、Davis和Anderson理论方法，以及本课题组依据自然循环实验提出的预测欠热沸腾起始点的经验公式，对两种类型的欠热沸腾起始点的热力学平衡干度进行比较计算，研究自然循环的欠热沸腾起始点的基本特性。研究结果表明：自然循环欠热沸腾起始点的热力学平衡干度对加热量、进口温度、系统压力有着更大的敏感特性，在同等条件下，更早发生欠热沸腾现象。统计物理的微观角度研究进一步指出：产生这一现象的根本原因在于处于自组织状态的自然循环耗散结构的特点、动力学的涨落力和动量力对热力学平衡的共同影响。此研究结果为今后研究和应用自然循环的欠热沸腾奠定了基础。     

自然循环蒸汽发生器倒U型管内的倒流计算

采用同时表示正流和倒流的全水动力特性曲线分析了自然循环压水堆一回路系统蒸汽发生器倒U型管内发生倒流的机理。针对蒸汽发生器内倒U型管数量巨大问题,提出了一种集总-分布参数模型。该模型用于计算实际自然循环蒸汽发生器倒U型管内的倒流时,具有计算快捷且精度高的优点。利用该模型对自然循环蒸汽发生器并联倒U型管内的正、倒流进行计算,并将计算结果与所有倒U型管逐根进行正、倒流计算的结果进行比较,结果十分接近,验证了本文模型的可靠性。     

矩形管边界层内亚微米颗粒运动热泳规律的实验研究

建立带有玻璃窗的由"煮黑"工艺完成的矩形通道实验装置,对已有的颗粒动态分析(particle dynamicsanalyzer,PDA)测量技术进行了改进,并以此方法对矩形通道内的不均匀温度场中近壁区的亚微米颗粒的运动情况进行了测量。改进的PDA测量方式可更有效地了解近壁面颗粒运动状况。利用实验数据对在温度场中亚微米颗粒的受力情况和运动情况进行了分析。研究表明:亚微米颗粒在湍流温度场中运动,既有湍流和热泳的沉积效应,也存在较小颗粒的团聚效应。热泳力对较小粒子的作用强于较大粒子,但如果粒径太小,粒子在主流中的跟随性变强。热泳力对亚微米颗粒作用较强,湍流对较大颗粒作用较强。由于亚微米颗粒能够跟随气流运动,对沉积也带来不利的影响。当温度较高时,在边界层内,热泳力超过由于速度梯度造成的横向沙夫曼力,是使细颗粒发生热泳沉积的重要原因。布朗扩散可能对亚微米颗粒运动起到主导作用。     

温度梯度场内可吸入颗粒物运动特性及热泳沉积

对温度梯度场内垂直管中可吸入颗粒物在湍流工况下的运动特性和热泳沉积规律进行了实验研究,使用颗粒动态分析仪（PDA）在线测量了颗粒物在管道截面上的速度和浓度分布。重点研究了主流与水冷壁面的温差对粒径范围0～2.5 μm颗粒（PM2.5）的运动和沉积的影响,得到其沉积效率。结果表明,湍流扩散作用使颗粒在近壁面富集,而热泳力是PM2.5在冷壁面上发生沉积的最主要因素。得到了PM2.5热泳沉积的半经验公式,计算值与实验结果较为接近。