磁化荷电液滴除尘机理及碰撞浸润煤尘数值仿真

TD714.4; 为进一步改善液滴雾化润湿性能、提高微细粉尘防治效率,以疏水性晋城无烟煤煤尘为例,采用磁电耦合表面张力交叉实验、球形液滴-粉尘颗粒物碰撞Comsol两相流数值模拟及降尘效率对比实验相结合的手段,将液滴碰撞球形颗粒的动力学特征应用到喷雾降尘中,研究了磁化荷电液滴捕捉煤尘颗粒的动力学行为,揭示了磁化荷电水雾降尘机理.结果表明:磁化、荷电、磁电耦合作用对液滴浸润性改善能力大小关系为磁电耦合作用＞荷电作用＞磁化作用,且存在最佳耦合参数,在磁化强度为300 MT、荷电电压8kV时,液滴表面张力达到最小值9.20 mN/m;在液滴与球形煤尘颗粒碰撞过程中,磁电耦合作用消除了相对碰撞速度和粒...

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Published in煤炭学报 Vol. 48; no. 9; pp. 3441 - 3450
Main Authors 熊光婷, 葛少成, 孙丽英, 庞星宇, 刘硕, 陈曦, 年军
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 030024 01.09.2023
Subjects
碰撞
collision
浸润
magnetoelectric coupling
wetting
droplet
coal dust particle
煤尘颗粒
磁电耦合
Comsol
液滴
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2022.1500

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Summary:TD714.4; 为进一步改善液滴雾化润湿性能、提高微细粉尘防治效率,以疏水性晋城无烟煤煤尘为例,采用磁电耦合表面张力交叉实验、球形液滴-粉尘颗粒物碰撞Comsol两相流数值模拟及降尘效率对比实验相结合的手段,将液滴碰撞球形颗粒的动力学特征应用到喷雾降尘中,研究了磁化荷电液滴捕捉煤尘颗粒的动力学行为,揭示了磁化荷电水雾降尘机理.结果表明:磁化、荷电、磁电耦合作用对液滴浸润性改善能力大小关系为磁电耦合作用＞荷电作用＞磁化作用,且存在最佳耦合参数,在磁化强度为300 MT、荷电电压8kV时,液滴表面张力达到最小值9.20 mN/m;在液滴与球形煤尘颗粒碰撞过程中,磁电耦合作用消除了相对碰撞速度和粒径比变化对液滴捕捉煤尘颗粒的不利影响,磁化荷电后的液滴在煤尘颗粒表面无回弹现象;相较于普通水滴,磁化荷电液滴更易分裂并产生卫星液滴,即雾化性能提高,微细液滴质量浓度增大,液滴与煤尘颗粒碰撞概率增大;磁化荷电液滴表面张力和黏度减小,在煤尘颗粒表面铺展范围扩大了 44.98％,润湿性能显著提高.通过对比磁化荷电水雾与普通水雾的降尘效果,发现磁化荷电水雾全尘、呼吸性粉尘平均降尘效率分别达到94.07％、82.69％,其效率分别提高了 39.16％、42.29％.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2022.1500