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多孔板关于电除尘器内气流平均起着重要作用,目前曾经有一些关于多孔板阻力特性的研讨。但是大部分研讨集中在低开孔率、少孔数的多孔板上,而针对电除尘器内运用的中高开孔率、多孔数的多孔板阻力特性研讨较少。该文针对开孔率0.3≤≤0.68,孔数116≤≤1567,相对厚度0.21≤≤0.5的多孔板中止了阻力特性研讨,旨在得出多孔板的几何参数以及管内活动状态对阻力系数的影响。
实验发现阻力系数均随着开孔率、雷诺数、相对厚度的增大而降低,开孔率的影响最为显著,相对厚度次之,雷诺数影响最小。文中还提出了估量此类型多孔板阻力系数的表白式,为今后科学研讨及实践应用提供了重要参考价值。 2012年开端执行的GB13223—2011《火电厂大气污染物排放规范》中规则，烟尘排放浓度应不超越30mg/m3(重点地域不超越20mg/m3)。电除尘器有着效率高、适用性强、运转费用较低等优点，因而不时是国内外燃煤电厂管理烟气的优选设备。 美国约80%左右脱除颗粒物的方式采用电除尘器，欧盟这一数值约占85%左右，而在日本的燃煤电厂这一比例更高[1-2]。目前在我国90%以上燃煤电站都运用了静电除尘器[3]。因而，面对日益严厉的环境维护规范以及市场需求，电除尘器在减少烟尘排放、脱除颗粒物方面起着越来越重要的作用[4]。 在影响电除尘器的众多要素中，电场内部气流散布是极为重要的影响要素之一。而电除尘器内部气流散布普通是经过多孔板(气流散布板)和导流板中止调整。要抵达较好的气流平均性，增大多孔板的阻力是一种简单的措施。但是电除尘器的阻力常常都有严厉的限制，因而研讨多孔板的阻力特性十分重要。 由于多孔板应用十分普遍，水污染处置，制冷制热装置，气流均布等均有应用[5-7]，因而国内外很多学者都对多孔板产生了很高的兴味。国内对多孔板的研讨相对较少，且主要集中在其节流及空化特性上。赵天怡等人[8]以水为介质，对厚度为2mm，开孔率范围为0.04~0.16的多孔板中止了节流特性效应要素实验，结果表明等效直径比为影响多孔板节流特性的主效应要素。 韩伟等人[9]讨论了开孔数范围在16~49，开孔率范围在0.07~0.2，不同孔口外形、不同布置方式的多孔板下游压力的变更状况。Xiong等人[10]应用粒子图像测速法以及热线风速仪丈量了多孔板下游活动状况。Gan等人[11]也做了相似的工作。Tullis[12]研讨了不同多孔板的压降以及下游压力曲线。Erdal[13]应用数值模仿研讨了多孔板开孔率、孔的布置方式、孔数以及孔径等参数对活动状况的影响。Malavasi等人[14-16]，Macchi[17] 以及Ozahi[18]均对影响多孔板阻力的几个重要几何参数及活动参数中止了研讨。其中，Malavasi等人[16]采用开孔数3~52，相对厚度0.2~1.44，开孔率范围为0.04~0.52的多孔板中止阻力特性研讨。 Ozahi[18]针对开孔数5~26，开孔率0.064~0.331的多孔板，在中等雷诺数2500~9500范围内中止了相关实验，总结出了阻力系数与开孔率之间的阅历公式。Zhao等人[19]实验时活动介质采用水，对2mm厚，开孔数3~13，开孔率0.04至0.2范围内的多孔板中止了节流特性实验并提出了估量压降的阅历公式。 Holt等人[20]对孔板节流及空化效率中止了研讨，引见了在无空化现象状况下估量压降的措施。基于多数研讨者研讨多孔板的阻力特性集中在低开孔率，低孔数范围，本文研讨了中高范开孔率，多孔数的阻力特性，包含：雷诺数、孔板开孔率、孔板相对厚度对阻力特性的影响。
连续性方程
表2变流速的实验工况
为了研讨相对厚度对阻力系数的影响，选取开孔率为0.5，厚度为2.5mm，孔径分别为5，8，12，16mm的多孔板(板5、10、11、12)中止实验。4块多孔板相对厚度t/d分别为：0.5，0.31，0.21，0.16。
多孔板阻力系数随雷诺数先减小后趋于稳定然后又开端降落，这是由于：当气体穿过多孔板时，能够以为是很多股气流以射流方式穿过很多个小孔。射流过程中，主体气流与周围气流存在速度不等的连续面，连续面遭到不可避免的干扰后失去稳定而产生涡旋。
涡旋不时地卷吸周围流体同时发作移动，变形，摩擦，碰撞。这一切过程都在耗费能量，产生阻力损失。同时，射流与壁面之间，各射流之间也存在回流区以及涡的动量、能量交流，这加剧了能量的损失。能量损失的大小能够用压降表征，而能量损失的难易水平则能够用阻力系数表征。 当雷诺数较小时，射流中心的动量较小，连续面更容易失去稳定而产生涡旋，从而使得阻力系数较大；随着雷诺数进步，射流中心的动量逐步增大，涡旋相对更难产生，阻力系数开端减小；雷诺数进一步进步，固然从单个射流来看，阻力系数应继续降低，但是各射流之间产生的影响又使得能量损失难易水平总体上趋于稳定，因而阻力系数总体上呈现相对稳定； 雷诺数继续增大，各射流之间产生的能量损失进入到相对稳定阶段，而单个射流随雷诺数增大能量损失更难，总体上使得阻力系数又开端降落。Malavasi[16]等人研讨了开孔率0.04~0.52范围内的阻力特性，与他们的实验结果比较可知，在中高开孔率状况下，阻力系数随雷诺数的变更规律相似，均是先降低后趋于稳定。不同的是在低雷诺数对阻力系数影响方面，中高开孔率相比低开孔率的影响要小。 2.2开孔率对多孔板阻力系数的影响 图8展示了不同雷诺数时，开孔率从0.3变更到0.68对阻力系数的影响。 各雷诺数下阻力系数随开孔率变更趋向是分歧的。从图中能够明显看出阻力系数随开孔率变大而减小且开孔率对阻力系数的影响十分显著。当开孔率从0.3开端增加时，阻力系数先是疾速降落；当开孔率变更到0.45时，下 降速度变缓。实验结果趋向与Ozahi[18]所做实验规律相似，阻力系数均呈现指数方式降落规律，阐明多孔板在低开孔率与中高开孔率时对阻力系数的影响具有相似性。 基于流膂力学理论以及上一节的剖析不难了解：在相同雷诺数的状况下，多孔板的开孔率越小，流体主流与各个回流区之间，流体质点与质点之间产生的碰撞、摩擦也会越猛烈，同时也会产生更多的微团脱离并重新附着于主流，从而使得能量耗费更容易，最终招致了多孔板阻力系数增加。 2.3相对厚度对多孔板阻力系数的影响 图9给出了在不同雷诺数状况下，开孔率均为0.5，不同相对厚度(d=5，8，12，16mm)对阻力系数的影响。从图中能够明显看出阻力系数随相对厚度的增加而降低。进一步察看图9能够发现，不同雷诺数时，相同相对厚度的阻力系数略有差别，但是变更趋向是分歧的：随着相对厚度增加，阻力系数先是快速降低，到t/d=0.31之后，阻力系数降低速度变缓。这一实验结果与Miller[21]以及Weber[22]实验结果近似。 阻力系数随相对厚度变更的规律缘由是由于随着相对厚度增加，在管道截面上的开孔数增加，招致了孔与孔之间，孔与管道壁面之间的回流区减小，从而使多孔板前后压差减小。 3多孔板阻力系数的建模 经过第一章节的理论剖析得到了单孔板阻力系数的公式，分离中高开孔率多孔板的实验结果，采用如下模型描画多孔板的阻力系数 由于电除尘器上所用到的多孔板特性为开孔率较大，孔数多，同时对多孔板阻力有着严厉请求。因而，经过对实验结果拟合得出的阻力系数公式对日后的科研、设计以及消费制造都有重要的参考及自创的作用。 4结论 经过多孔板压降实验台架，研讨了中高开孔率的多孔板阻力特性，剖析了雷诺数、孔板开孔率、相对厚度对其阻力特性的影响。实验采用空气作为活动介质，管内速度为2~14m/s。实验取得了以下结论： 1）雷诺数对阻力系数影响最小，阻力系数随雷诺数增大先降低，接着趋于稳定，最后继续迟缓降低。 2）开孔率对阻力系数影响最大，阻力系数随开孔率呈指数方式降落。 3）相对厚度对阻力系数影响较大，阻力系数随着相对厚度的增大先快速降低，随后迟缓降低。 4）在开孔率为0.3~0.68，相对厚度为0.16~0.5范围内，基于单孔板阻力系数理论公式，总结出了多孔板阻力系数的公式。为今后实验研讨及实践应用提供了牢靠的参考价值。 |
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