煤粉荷电机理与试验研究及其计算机仿真

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1、哈尔滨理下人学T学硕I?学位论文煤粉荷电机理与试验研究及其计算机仿真摘要煤粉的电晕荷电强化燃烧技术是基于煤粉燃烧高效与低污染排放的综合考虑，提出的一种研究新方法，而煤粉的荷电是后期燃烧技术研究的基础与关键。查阅国内外大量文献后发现，对于煤粉颗粒荷电方面的研究甚少，因此，对煤粉颗粒荷电机理与特性规律的深入、系统研究是十分必要的。本文的研究内容主要由三部分组成，即煤粉荷电机理分析、荷电规律的试验研究以及静电场中一种煤粉荷电颗粒运动轨迹仿真。在煤粉荷电机理研究方面，通过对比粉体颗粒的各种荷电方式，最终优先选择电晕荷电来实现煤

2、粉颗粒荷电。在此基础上，通过对传统固体颗粒电晕荷电理论的分析，结合煤粉自身特性，得出单个煤粉颗粒荷电机理遵循电场荷电理论。通过对理论模型下颗粒荷电量公式的推导，确定出煤粉颗粒荷电主要影响因素及其影响趋势。在煤粉荷电规律的试验研究方面，自行设计了线筒型的煤粉荷电及其试验系统，以荷质比作为评定指标，完成了不同荷电电压、颗粒粒径、射流流速、给粉浓度以及煤种下的单因素试验研究，并得到各影响因素与荷质比的关系。在此基础上，通过剔除次要因素，同时忽略因素间的交互作用，最终对给粉浓度、荷电电压、颗粒粒径三个主要因素进行三因素三水平的

3、正交试验。通过对试验数据的方差分析，得到本试验范围内的最优荷电条件，并利用多元非线性回归理论，对正交试验结果进行多元回归分析，建立了荷质比与颗粒粒径、荷电电压以及给粉浓度之间的煤粉荷电回归方程。通过对方程及其系数的有效性检验，证明了回归方程具有较高的有效性和可靠性，可以用来作为试验研究的预测方程。在煤粉荷电颗粒运动轨迹仿真方面，首先，从单个荷电颗粒的受力分析入手，建立了线筒型荷电器内适合FLUENT软件求解的单个煤粉颗粒运动轨迹的数学模型。模型涉及的方程包括：颗粒荷电方程、电场与电荷守恒方程、气体质量与动量守恒方程、颗

4、粒质量与动量方程等。依此模型，利用FLUENT软件对荷电器中荷电颗粒的运动轨迹进行模拟，通过用户自定义函数UDF(User-DefinedFunction)编程引入电场力，最终得到不同颗粒粒哈尔滨理T人学T学硕’}：学位论文径、荷电电压、射流流速下的运动轨迹仿真。关键词电晕荷电；煤粉；试验；机理分析；轨迹仿真哈尔滨理T人学-T学硕lj学位论文MechanismAnalysisandExperimentalResearchofPulverizedCoalCharngandaComputer一●-●SimulationAb

5、stractBasedontheconsiderationofhighefficientcombustionandlowpollutantemissionofpulverizedcoal，anewmethodofcoronachargingcombustionisproposed．Whileamongofit，thechargingforpulverizedcoalisafoundationandkeystep．ReferencedlotsofdocumentsofdomesticandOVerSeaS．wefoune

6、dthatthereisfewresearchaboutthepulverizedcoalcharging．Therefore，adepthandcomprehensivestudyonmechanismandcharacteristicsofpulverizedcoalchargingisverynecessary．Thisthesismainlyconsistsofthreeparts：mechanismanalysisofpulverizedcoalcharging,experimentalresearchofc

7、hargingregularityandtrajectorysimulationaboutchargingparticlesofapulverizedcoal．Firstly,throughanalysisandcomparisonofallkindsofchargingmethods，thecoronachargingmethodispriorselectedtocarryOutthepulverizedcoalcharging．Derivingfromthetheoryanalysisofgeneralpartic

8、lecoronachargingandthecharacteristicsofpulverizedcoal，obtainedthechargingformulaofpulverizedcoal’Sparticleinthemechanismofelectricalcharge．Accordingtotheformula，thema