《多場作用下細顆粒物在液滴表面沉積行為的研究》是依託清華大學，由宋薔擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多場作用下細顆粒物在液滴表面沉積行為的研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：宋薔
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大氣環境和工業煙氣淨化過程中存在多種物理場。多場作用下細顆粒物在液滴表面的沉積行為是濕沉降和濕法洗滌過程的基礎。顆粒在液滴表面的沉積過程包括顆粒向液滴表面的氣相遷移、撞擊液面與在液面上的沉積演變。本項目實驗研究與數值模擬相結合，研究細顆粒物在繞流液滴時的氣相遷移與撞擊液面過程；探明多場作用下細顆粒物氣相遷移行為機制、撞擊液面行為機制以及顆粒在液滴表面沉積形貌的動態演變特徵；分析邊界層分離與液滴變形對細顆粒物氣相遷移的影響，界定各主要遷移機制單獨或聯合作用的參數區間，修正多場作用下細顆粒物碰撞效率的預測方法；提出細顆粒物撞擊液面的行為模式與模式識別判據，建立細顆粒物粘附效率的預測方法；結合顆粒碰撞和粘附效率的預測，建立液滴捕集細顆粒物效率的預測方法，並分析顆粒在液面沉積形貌演變對液滴持續捕集顆粒能力的影響。項目研究成果對開發新型工業煙氣淨化技術、增強大氣環境自清除細顆粒物機能有重要意義。
結題摘要
大氣環境和工業煙氣淨化過程中存在多種物理場。多場作用下細顆粒物在液滴表面的沉積行為是濕沉降和濕法洗滌過程的基礎。顆粒在液滴表面的沉積過程包括顆粒向液滴表面的氣相遷移、撞擊液面與在液面上的沉積演變。本項目實驗研究與數值模擬相結合，研究了顆粒在繞流液滴時的氣相遷移與撞擊液面過程。探明在常規工業煙氣或大氣環境中氣溶膠繞流液滴時，微米顆粒以慣性捕集為主、亞微米顆粒以熱泳捕集為主；獲得了在邊界層分離和非穩態流動條件下，顆粒在多場作用下的遷移、沉積行為機制，分析了傳統捕集效率公式計算偏差大的原因，建立了高精度的液滴捕集顆粒效率預測方法；研究了液滴變形對顆粒慣性、熱泳運動與沉積行為的影響規律和機制，建立了考慮液滴變形修正的液滴慣性與熱泳捕集效率預測方法。研究了微米顆粒以不同角度撞擊液面的運動行為，探明了微米級顆粒正向和斜向撞擊液面過程中顆粒和液面的運動特徵、撞擊動力學和能量轉化機制，建立了預測微米顆粒撞擊液面行為模式的臨界沉沒判據，準確預測了實驗結果；研究了橢球形顆粒正向撞擊液面行為與機制，揭示了軸比對微米級橢球顆粒撞擊液面行為和動力學的影響，構建了可預測非球形顆粒撞擊行為的模式相圖。基於考慮顆粒撞擊液滴時粘附機率修正的顆粒捕集效率預測方法，對濕法脫硫協同除塵過程進行分析，探明了塔內氣液兩相濃度、溫度和速度的分布特徵以及不同粒徑顆粒物的主要捕集機制與區域，獲得了煙氣流速和溫度、噴淋速度和溫度、液滴尺寸、液氣比等運行參數對除塵效率的影響規律，提出了增強脫硫塔協同除塵性能的最佳化方法。項目研究成果對於開發新型工業煙氣淨化技術、理解大氣環境自清除細顆粒物機能有重要意義。
