颗粒物在小尺度涡中的聚并机理研究

It is difficult to capture PM2.5 fortraditional precipitator, while to install vortex coalescence device before the traditional dust remover can strengthen the capturing of PM2.5.It will be important theoretical and practical significanceto study the process and mechanism of ultrafine particles’ vortex coalescence.Making use of PIV , the experiments study the impact tothe structure, scale and development process of vortexby considering the leaf structure, arrangement and Re, toget the kinematic dataof particulate matterswhen gas-solidflowaround the bluff body wake, thereby revealing the behavioral mechanismsof different size particles in flow around a bluff body wake;Ash coalescence experiments studythe influence on coalescence of particle matters by discuss the shape of vortex sheet, the rowsof vortex sheet, wind velocity, concentrationof fly ash and other factors; Observethe appearance feature of particle matters after agglomerationto make sure the form of agglomeration; Developingfinite inertial particle collision kernelfunction and building particles balance equation, by numerical simulation methodto know temporal and spatial evolution process of the particle size distribution of particles during flow field, the influence law of various factors to agglomeration, and the interaction effects between particle-particleand particle-vapor, to reveal the mechanism and process of particle agglomeration during vortex.The results can establish theoretical foundation for vortex agglomerationmethod developing into a new effect technology to reduce PM2.5 emissions of coal-fired power plants.

针对PM2.5难以被传统除尘器捕集的问题，在传统除尘器前加涡聚并装置可以强化对PM2.5的捕集，本课题对超细颗粒物在涡中的聚并过程和聚并机理进行研究具有重要的理论和实际意义。通过PIV实验，研究叶片结构、布置方式、Re对涡的结构、尺度及其发展历程的影响，获得气固两相流绕流钝体尾涡中颗粒物的运动学数据，揭示不同粒径颗粒物在绕流钝体尾涡中的行为机制；通过飞灰聚并实验，研究涡片形状、涡片排数、风速、飞灰浓度等因素对聚并效果的影响；通过对聚并后飞灰颗粒的微观形貌特征分析，确定颗粒物的团聚形式；发展有限惯性颗粒碰撞核函数，建立颗粒群平衡方程，通过数值模拟得到流场中颗粒尺度分布的时间和空间演变过程，各因素对聚并效果的影响规律，以及颗粒与颗粒之间、颗粒与气相之间相互作用，从而探明颗粒物在涡中的聚并过程和聚并机理。研究结果可以为涡聚并方法发展成为一种降低燃煤电站PM2.5排放的新技术奠定理论基础。

针对PM2.5难以被传统除尘器捕集的问题，在传统除尘器前加涡聚并装置可以强化对PM2.5的捕集，本课题对超细颗粒物在涡中的聚并过程和聚并机理进行研究具有重要的理论和实际意义。通过PIV实验，研究叶片结构、布置方式、Re对涡的结构、尺度及其发展历程的影响，获得气固两相流绕流钝体尾涡中颗粒物的运动学数据，揭示不同粒径颗粒物在绕流钝体尾涡中的行为机制；通过飞灰聚并实验，研究涡片形状、涡片排数、风速、飞灰浓度等因素对聚并效果的影响；通过对聚并后飞灰颗粒的微观形貌特征分析，确定颗粒物的团聚形式；发展有限惯性颗粒碰撞核函数，建立颗粒群平衡方程，通过数值模拟得到流场中颗粒尺度分布的时间和空间演变过程，各因素对聚并效果的影响规律，以及颗粒与颗粒之间、颗粒与气相之间相互作用，从而探明颗粒物在涡中的聚并过程和聚并机理。研究结果可以为涡聚并方法发展成为一种降低燃煤电站PM2.5排放的新技术奠定理论基础。