超細(xì)顆粒物渦聚并碰撞的機(jī)理研究.pdf

1、燃煤電站中傳統(tǒng)除塵器對(duì)煙塵顆粒物的捕集效率隨著顆粒物粒徑的減小而降低。超細(xì)顆粒物渦聚并技術(shù)能夠促進(jìn)超細(xì)顆粒物間發(fā)生碰撞和團(tuán)聚，“成長(zhǎng)”為較大顆粒物，是提高超細(xì)顆粒物捕集效率的有效方法。超細(xì)顆粒物的碰撞聚并過(guò)程以及聚并機(jī)理是研究湍流聚并技術(shù)的關(guān)鍵。
　　本文基于CPFD理論的離散元分析EDEM耦合FLUENT，選取聚并器中某一局部小區(qū)域作為模擬區(qū)域，對(duì)超細(xì)顆粒物在流場(chǎng)中的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行模擬。研究顆粒物的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度大小分布以及碰撞過(guò)

2、程。結(jié)果表明，聚并葉片對(duì)顆粒軌跡有一定影響，在經(jīng)過(guò)聚并葉片后顆粒產(chǎn)生了一定富集效應(yīng);顆粒之間出現(xiàn)了相對(duì)速度;模擬觀察到超細(xì)顆粒物之間的碰撞全過(guò)程。顆粒碰撞后，由于顆粒間的摩擦力，將產(chǎn)生一定旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于顆粒自身動(dòng)能與顆粒間粘彈性的相互作用，碰撞后的顆粒不斷發(fā)生擠壓和拉伸，直到最終動(dòng)能消耗殆盡實(shí)現(xiàn)聚并。
　　利用CPFD理論對(duì)工況條件下聚并裝置內(nèi)的氣固流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了顆粒的行為動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，以揭示超細(xì)顆粒物碰撞聚并

3、機(jī)理。結(jié)果表明，聚并葉片裝置在流場(chǎng)中能夠有效產(chǎn)生繞流和漩渦，促進(jìn)顆粒間的接觸和碰撞。分別從流場(chǎng)中顆粒濃度的體積分?jǐn)?shù)、不同尺度粒徑分布情況以及流場(chǎng)速度矢量和顆粒速度分布幾個(gè)方面展開模擬分析。結(jié)果表明，聚并葉片裝置有效提高了流場(chǎng)中局部區(qū)域顆粒濃度，改變了不同尺度顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，并擴(kuò)大了顆粒間的相對(duì)速度。聚并葉片裝置正是通過(guò)提高流場(chǎng)中局部區(qū)域顆粒的濃度以增大顆粒間碰撞機(jī)率、改變顆粒間運(yùn)動(dòng)軌跡以實(shí)現(xiàn)不同粒徑顆粒間的軌跡交叉和擴(kuò)大顆粒間的相對(duì)速度