基于磁电分级凝并的粉尘除尘建模及仿真研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于磁电分级凝并的粉尘除尘建模及仿真研究作者姓名：寺旨导教师：吴君周王涌副教授浙江工业大学信息工程学院2014年4月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterModelingandSimulationofDustRemovalBaseonMagnetoelectricityGradingCoagulationCandidate：WuJunZhouAdvisor：Mr．Wa

2、ngYong，AssociateProfessorCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyApr2014浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以

3、明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：灭雾R日期：如fcf年岁月≥6日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于作者签名：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密回厂(请在以上相应方框内打“√”)炎雾殴刷醛轹砂均日期：弦

4、f，眸日期：汐岬年5-月2厂日f只讧B浙江工业大学硕士学位论文基于磁电分级凝并的粉尘除尘建模及仿真研究摘要电除尘的瓶颈是对细微粒子PM2．5除尘效率低。一种有效的方法是让粒子先经过聚合器，通过凝并使细微粒子的粒径增大，再进入除尘器，以提高其除尘效率。基于交流(AC)电场凝并的电除尘器对细微粒子的除尘效率比较高，但AC电场聚合器得消耗比较多的电能，为了降低能耗并保持相当的凝并系数，本文首次提出了磁电分级凝并聚合方法。磁电分级凝并聚合器是指聚合器的前半段为永磁铁产生的磁场，后半段为AC电场。增加了磁场

5、凝并环节，减少AC电场长度为原来的一半，进而减少30％'---'50％的电能消耗。对此，本文建立了荷电一磁电分级凝并一除尘总效率数学模型，即除尘效率与粒子凝并前中位径数学关系模型，对以下两种情况从除尘效率和能耗方面进行对比分析：1、聚合器前半段为长度1米的磁场，后半段为长度1米的AC电场。2、整段聚合器为长度2米的AC电场。本文的主要工作和创新成果如下：1．针对AC电场的能耗问题，首次提出磁电分级凝并的方法，建立了荷电一磁电分级凝并一除尘总效率数学模型。对于本文模型，仿真分析得出：密度小于1．49

6、／cm3的粒子，磁电分级凝并情况下的除尘效率高于同样长度AC电场凝并情况下的除尘效率。2．对于弱磁性粉尘磁凝并效果差的问题，本文针对非磁性和弱磁性的非金属粒子，首次提出了带电粒子在磁场洛伦兹力作用下凝并的方法。建立了相应凝并模型，求出了凝并系数表达式。通过仿真得出，PM2．5的磁场凝并系数与AC电场凝并系数数量级都是10—12m3／S。3．利用求出的凝并系数，再研究带正负相反电荷(异极性)粒子在凝并时数量浓度衰减率函数和粒度分布函数，求出荷电一凝并一除尘总效率表达式，研究了其与凝并参数之间的关系。

7、分析得出，针对本文模型，当粒子的密度为2g／cm3时，相对于无凝并情况，若增加AC电场凝并环节，PM2．5的除尘效率提高27％左右；若增加磁场凝并环节，PM2．5除尘效率提高21％左右；若增加磁电分级凝并环节，PM2．5除尘效率提高25％左右。4．用多依奇除尘效率理论公式计算的除尘效率与实际效率存在偏差，所以荷电一凝浙江工业大学硕士学位论文并一除尘数学模型中除尘部分我们用Fluent软件进行数值模拟。通过将荷电一凝并一除尘总效率表达式仿真结果与数值模拟结果相对比可知，荷电一凝并一除尘总效率表达式仿

8、真结果大致趋势是正确的。关键字：PM2．5，磁电分级，凝并，除尘，Fluent仿真浙江工业大学硕士学位论文MoDELINGANDSIMULATIoNoFDUSTREMoV．ALBASEoNMAGNEToELECTIUCITYGRADINGCoAGULATIoNABSTRACTThebottleneckoftheElectrostaticprecipitators(ESP)islowefficiencyforcollectionofsubmicronparticle，especial