細顆粒物捕集數(shù)值模型

第1章 緒論1
1.1大氣顆粒污染物主要特征1
1.1.1大氣顆粒污染物的來源1
1.1.2大氣顆粒污染物的分類2
1.1.3顆粒污染物的主要危害4
1.2工業(yè)煙氣過濾式捕集技術(shù)概述4
1.2.1過濾式除塵技術(shù)概述4
1.2.2陶瓷多孔介質(zhì)除塵技術(shù)概述5
1.3多孔陶瓷過濾器捕集顆粒物特點10
1.4經(jīng)典過濾理論11
1.4.1Darcy滲透率11
1.4.2粉餅的比阻12
1.4.3過濾阻力損失14
1.4.4顆粒捕集效率16
1.4.5多孔陶瓷過濾器清灰操作18
參考文獻18

第2章 陶瓷過濾材料的物理化學性質(zhì)22
2.1陶瓷濾料的生產(chǎn)工藝23
2.2陶瓷濾料的表面特性24
2.2.1微觀表面粗糙度24
2.2.2微觀表面彎度26
2.3陶瓷濾料的結(jié)構(gòu)特性26
2.3.1陶瓷過濾材料微觀結(jié)構(gòu)26
2.3.2陶瓷過濾材料的孔徑分布與粒徑分布29
2.4陶瓷過濾材料的熱力學特性31
2.4.1熱導率31
2.4.2比熱容33
2.4.3溫度膨脹系數(shù)34
2.5陶瓷過濾材料主要化學組成34
2.5.1氧化鋁(Al2O3)35
2.5.2氧化鈹(BeO)35
2.5.3氮化鋁(AlN)35
2.5.4金剛石36
參考文獻36

第3章 細顆粒物的物理化學性質(zhì)38
3.1細顆粒物排放源38
3.1.1燃煤工業(yè)細顆粒物固定源38
3.1.2機動車尾氣移動源39
3.1.3工業(yè)生產(chǎn)排放41
3.1.4其他細顆粒物源42
3.2細顆粒物的主要化學組成44
3.2.1含碳成分44
3.2.2灰分成分46
3.2.3有機成分48
3.2.4硫酸鹽成分50
3.3細顆粒物的物理特性51
3.3.1晶形結(jié)構(gòu)51
3.3.2微觀形態(tài)54
3.3.3顆粒密度57
3.3.4比表面積59
3.3.5介電特性60
參考文獻64

第4章 細顆粒物團聚、擠壓、坍塌形成粉餅機理67
4.1引言67
4.2分形理論68
4.2.1分形的定義68
4.2.2分形維數(shù)69
4.3團聚體擠壓坍塌模型69
4.4團聚體坍塌實驗研究方法74
4.4.1材料74
4.4.2抽濾實驗75
4.4.3陶瓷過濾器實驗77
4.4.4分形維數(shù)的估計78
4.4.5團聚體尺寸80
4.4.6松弛因子與配位數(shù)的反演推導80
4.5團聚體坍塌研究結(jié)果分析82
4.5.1團聚體存在性驗證82
4.5.2團聚體尺度對孔隙率的影響82
4.5.3團聚體松弛因子與配位數(shù)預測84
4.5.4松弛因子與分形維數(shù)對孔隙率的影響85
4.5.5模型預測壓降與實驗值的比較89
4.6本章小結(jié)91
參考文獻91

第5章 陶瓷三效催化過濾器表面積碳層多重分形分析94
5.1引言94
5.2陶瓷三效催化過濾器積炭層采樣95
5.3積炭層微觀表面圖像獲取96
5.4多重分形理論與計算97
5.4.1多重分形譜計算97
5.4.2催化劑積炭層多重分形分析98
5.5陶瓷催化過濾器積炭層微觀形態(tài)99
5.6積炭層廣義分形維度數(shù)100
5.7積炭層加權(quán)矩隨變特性102
5.8三效催化過濾器積炭層多重分形譜103
5.9本章小結(jié)105
參考文獻105

第6章 陶瓷過濾器表面積碳層微觀面分形重構(gòu)107
6.1引言107
6.2原位捕集炭黑實驗設(shè)計109
6.2.1炭黑捕集實驗109
6.2.2積炭層厚度測算110
6.3積炭層表面形態(tài)構(gòu)建方法113
6.3.1構(gòu)建表面形態(tài)113
6.3.2積炭層粗糙度預測114
6.4分形維數(shù)推演115
6.5積炭層厚度推演116
6.5.1積炭層壓降116
6.5.2積炭層厚度曲面構(gòu)建117
6.6微觀表面分形重構(gòu)119
6.6.1微觀粗糙構(gòu)造面119
6.6.2構(gòu)造面與真實表面的對比120
6.7本章小結(jié)123
參考文獻123

第7章 陶瓷過濾等效平均孔隙數(shù)值模型126
7.1引言126
7.2比截留量修正壓力模型127
7.3懸浮稱重法獲取比截留量131
7.4陶瓷過濾時間特性變化規(guī)律133
7.4.1非穩(wěn)態(tài)函數(shù)Fx的時間特性133
7.4.2比截留量與粉餅孔隙率的時間特性135
7.5陶瓷過濾壓降影響因素140
7.5.1比截留量與孔隙率的影響140
7.5.2陶瓷過濾表觀速度的影響143
7.5.3比截留量與速度的協(xié)同影響144
7.5.4陶瓷濾料自然粒徑的影響146
7.5.5陶瓷過濾元件壁厚的影響147
7.6陶瓷過濾壓降瞬態(tài)特性148
7.6.1不同操作條件下的瞬態(tài)特性148
7.6.2不同陶瓷管的瞬態(tài)特性150
7.6.3持續(xù)過濾加載反吹的瞬態(tài)特性151
7.7本章小結(jié)154
參考文獻155

第8章 陶瓷過濾器捕集效率模型157
8.1引言157
8.2陶瓷過濾集塵理論158
8.3陶瓷過濾集塵效率時間特性162
8.4陶瓷過濾集塵數(shù)學模型164
8.5陶瓷過濾集塵影響因素166
8.5.1比截留量的影響166
8.5.2過濾速度的影響167
8.6本章小結(jié)169
參考文獻170

第9章 陶瓷過濾器脈沖清灰過濾模型171
9.1引言171
9.2陶瓷過濾與布袋過濾的區(qū)別172
9.3陶瓷過濾數(shù)學模型構(gòu)建173
9.4陶瓷過濾清灰循環(huán)過程175
9.5陶瓷過濾清灰修正模型176
9.5.1模型基本假設(shè)176
9.5.2清灰過濾循環(huán)建模177
9.5.3清灰過濾循環(huán)程序設(shè)計183
9.6陶瓷過濾循環(huán)動態(tài)模型影響因素183
9.6.1粉餅覆蓋面積分率的影響184
9.6.2瞬態(tài)滲濾速度的影響185
9.6.3單循環(huán)瞬態(tài)加權(quán)滲濾速度的影響186
9.7本章小結(jié)187
參考文獻187

附錄189
附表1n=6時的φcake-drel-Df對照表189
附表2n=8時的φcake-drel-Df對照表190
附表3n=12時的φcake-drel-Df對照表191
附表4n=6時的φinter-drel對照表192
附表5n=8時的φinter-drel對照表192
附表6n=12時的φinter-drel對照表192
附表7由測量孔隙率與分形維數(shù)計算的坍塌前團聚體間孔隙率192
附表8根據(jù)文獻中所報道的配位數(shù)由坍塌前的初始孔隙率計算出的配位數(shù)192