煤粉荷電機(jī)理與試驗(yàn)研究及其計(jì)算機(jī)仿真.pdf

1、煤粉的電暈荷電強(qiáng)化燃燒技術(shù)是基于煤粉燃燒高效與低污染排放的綜合考慮，提出的一種研究新方法，而煤粉的荷電是后期燃燒技術(shù)研究的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。查閱國內(nèi)外大量文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，對于煤粉顆粒荷電方面的研究甚少，因此，對煤粉顆粒荷電機(jī)理與特性規(guī)律的深入、系統(tǒng)研究是十分必要的。 本文的研究內(nèi)容主要由三部分組成，即煤粉荷電機(jī)理分析、荷電規(guī)律的試驗(yàn)研究以及靜電場中一種煤粉荷電顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡仿真。 在煤粉荷電機(jī)理研究方面，通過對比粉體顆粒的各種荷電方

2、式，最終優(yōu)先選擇電暈荷電來實(shí)現(xiàn)煤粉顆粒荷電。在此基礎(chǔ)上，通過對傳統(tǒng)固體顆粒電暈荷電理論的分析，結(jié)合煤粉自身特性，得出單個(gè)煤粉顆粒荷電機(jī)理遵循電場荷電理論。通過對理論模型下顆粒荷電量公式的推導(dǎo)，確定出煤粉顆粒荷電主要影響因素及其影響趨勢。 在煤粉荷電規(guī)律的試驗(yàn)研究方面，自行設(shè)計(jì)了線筒型的煤粉荷電及其試驗(yàn)系統(tǒng)，以荷質(zhì)比作為評定指標(biāo)，完成了不同荷電電壓、顆粒粒徑、射流流速、給粉濃度以及煤種下的單因素試驗(yàn)研究，并得到各影響因素與荷質(zhì)比的

3、關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，通過剔除次要因素，同時(shí)忽略因素間的交互作用，最終對給粉濃度、荷電電壓、顆粒粒徑三個(gè)主要因素進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)。通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析，得到本試驗(yàn)范圍內(nèi)的最優(yōu)荷電條件，并利用多元非線性回歸理論，對正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸分析，建立了荷質(zhì)比與顆粒粒徑、荷電電壓以及給粉濃度之間的煤粉荷電回歸方程。通過對方程及其系數(shù)的有效性檢驗(yàn)，證明了回歸方程具有較高的有效性和可靠性，可以用來作為試驗(yàn)研究的預(yù)測方程。 在煤粉

4、荷電顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡仿真方面，首先，從單個(gè)荷電顆粒的受力分析入手，建立了線筒型荷電器內(nèi)適合FUJENT軟件求解的單個(gè)煤粉顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)學(xué)模型。模型涉及的方程包括：顆粒荷電方程、電場與電荷守恒方程、氣體質(zhì)量與動(dòng)量守恒方程、顆粒質(zhì)量與動(dòng)量方程等。依此模型，利用FLUENT軟件對荷電器中荷電顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行模擬，通過用戶自定義函數(shù)UDF(User-Defined Function)編程引入電場力，最終得到不同顆粒粒徑、荷電電壓、射流流速下的運(yùn)