气固两相流中粒子双极荷电凝并研究
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摘要
荷电凝并是一种适合收集亚微米粒子的有效方法，这种方法收集效果好，方式简单，经济实用，适用于去除炼钢、焊接、煤炭燃烧后产生的悬浮性粉尘粒子等方面。研究粒子的荷电、凝并对继续完善荷电凝并理论，提高亚微米粒子的收集效果是十分必要的。
本文在国内外各研究机构对荷电凝并的研究基础上，采用理论和实验的方式对双极不对称荷电凝并方法进行了深入的研究。本文的研究工作及研究成果主要包括：
首先，本文对荷电凝并的起源、荷电凝并原理与应用情况做了简单介绍，并系统阐述了国内外各研究机构的学者对提高荷电凝并效果所做研究。
其次，本文基于气溶胶力学，对粒子的物理性质，粒径分布，几何性质，输运性质，粒子荷电，粒子凝并进行了分析。
第三，本文使用网状电极对粒子荷电，通过实验方式计算了粒子荷正电及荷负电时的荷质比。实验结果表明，采用负极荷电时的荷电效果优于正极荷电时的荷电效果。
第四，对粒子荷负电和荷正电时的凝并效果进行了详细的测定，考察粒子粒径，风速、荷电电压对粒子凝并的影响。实验发现，实验材料中粒径较小的凝并效果更好；提高风速使沉降收集效率减小；荷电电压的增加提高了凝并效果，但由于粒子存在荷电量的极限值，沉降收集效率并不随荷电电压线性增加。
最后，设计了双极荷电段，用双极不对称荷电方式对粒子荷电。分别对两个荷电段内的粒子荷正、负电荷，带正、负电荷的粒子在输运段、凝并段混合凝并，沉降下来。通过实验对粒子所加不同正、负电压配合，得出双极不对称荷电时最佳正负电压配合为正电压22kv，负电压-28kv。此时的沉降收集效率增长百分比为8.7％。对比单极荷负电时获得的最高沉降收集效率增长百分比4.1％，双极不对称荷电凝并方式极大提高了粒子的收集率。
The electrostatic purification are widely used in various industries such as smelting, cement and fire power plant. In this paper, a new charged way ,bipolar non-symmetric technique, of particles are descripted based on the mechanics of aerosol. The experience of new charged way are discussed from these aspects ,such as collection of gaseous pollutants and the new mechanism of collecting dust in using electric coagulation and none corona are also introduced.
Firstly, the origin of charged particles coagulation are introduced, the research development in the coagulation is expressed in this dissertation.
Secondly, the character of particles is analyzed based on the mechanics of aerosol.
Thirdly, the method of traditional method of charging particles is introduced, web charged electrode. The experiments conclude that the negative charge way is much efficient than the positive charge way.
Fourthly, study the influence of diameter of particles, wind speed, voltage to the coagulation.
Lastly, study the effect of the new charge way from measuring the aggradation of charged particles. The coagulation of bipolar non-symmetric charged particles is a new method of electric dust concentration. Given a appropriate coordination of positive voltage and negative voltage, it can achieve higher collecting efficiency even with lower discharge voltage contrasting with traditional electric dust concentration technique. The experimental results demonstrated that the bipolar non-symmetric charge could obviously increase collecting efficiency by 8.7% .
本文在国内外各研究机构对荷电凝并的研究基础上，采用理论和实验的方式对双极不对称荷电凝并方法进行了深入的研究。本文的研究工作及研究成果主要包括：
首先，本文对荷电凝并的起源、荷电凝并原理与应用情况做了简单介绍，并系统阐述了国内外各研究机构的学者对提高荷电凝并效果所做研究。
其次，本文基于气溶胶力学，对粒子的物理性质，粒径分布，几何性质，输运性质，粒子荷电，粒子凝并进行了分析。
第三，本文使用网状电极对粒子荷电，通过实验方式计算了粒子荷正电及荷负电时的荷质比。实验结果表明，采用负极荷电时的荷电效果优于正极荷电时的荷电效果。
第四，对粒子荷负电和荷正电时的凝并效果进行了详细的测定，考察粒子粒径，风速、荷电电压对粒子凝并的影响。实验发现，实验材料中粒径较小的凝并效果更好；提高风速使沉降收集效率减小；荷电电压的增加提高了凝并效果，但由于粒子存在荷电量的极限值，沉降收集效率并不随荷电电压线性增加。
最后，设计了双极荷电段，用双极不对称荷电方式对粒子荷电。分别对两个荷电段内的粒子荷正、负电荷，带正、负电荷的粒子在输运段、凝并段混合凝并，沉降下来。通过实验对粒子所加不同正、负电压配合，得出双极不对称荷电时最佳正负电压配合为正电压22kv，负电压-28kv。此时的沉降收集效率增长百分比为8.7％。对比单极荷负电时获得的最高沉降收集效率增长百分比4.1％，双极不对称荷电凝并方式极大提高了粒子的收集率。
The electrostatic purification are widely used in various industries such as smelting, cement and fire power plant. In this paper, a new charged way ,bipolar non-symmetric technique, of particles are descripted based on the mechanics of aerosol. The experience of new charged way are discussed from these aspects ,such as collection of gaseous pollutants and the new mechanism of collecting dust in using electric coagulation and none corona are also introduced.
Firstly, the origin of charged particles coagulation are introduced, the research development in the coagulation is expressed in this dissertation.
Secondly, the character of particles is analyzed based on the mechanics of aerosol.
Thirdly, the method of traditional method of charging particles is introduced, web charged electrode. The experiments conclude that the negative charge way is much efficient than the positive charge way.
Fourthly, study the influence of diameter of particles, wind speed, voltage to the coagulation.
Lastly, study the effect of the new charge way from measuring the aggradation of charged particles. The coagulation of bipolar non-symmetric charged particles is a new method of electric dust concentration. Given a appropriate coordination of positive voltage and negative voltage, it can achieve higher collecting efficiency even with lower discharge voltage contrasting with traditional electric dust concentration technique. The experimental results demonstrated that the bipolar non-symmetric charge could obviously increase collecting efficiency by 8.7% .
引文
[1] 向晓东．电凝并理论及在除尘应用中的新进展[J]．通风除尘，1994，(4)：28—42
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