автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.13, диссертация на тему:Исследование зарядки и движения частиц в поле двухзонного малогабаритного электрофильтра с целью выбора его оптимальных конструктивных параметров

Р I и Ун

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

ГУО Цзэгсш

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАРЯДКИ И ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ В ПОЛЕ ДВУХЗОННОГО МАЛОГАБАРИТНОГО ЗЛЕКТРОХИЛЬТРА С ЦЕЛЬЮ ВЫБОРА ЕГО ОПТИМАЛЬНЫХ КОНСТРУКГИВШХ ПАРАМЕТРОВ

Сгоциальность 05.09.13-тохтпса силызш авэктргшских и цагшггад псш)Я

АВТОРЕФЕРАТ

диссэртацш на сокскапвэ учоноа степэни кандидата технических наук

Москва 1994

Работа выполнена на кафедре Техники и электрофизики высоких напряжений Московского энергетического института.

Научный руководитель - доктор технических наук, -профессор И.П.Верещагин-

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор В.И.Переводчиков: кандидат технических наук, И.К.Решидов

Ведущее предприятие - Научно-Ироизводственная Фирма

Электронно-Ионная Технология и ЭКология

Защита диссертации состоится 1994 г. в

аудиториив час. _ мин. на заседании специализированного совета К.053.16.07 Московского энергетического института.

Отзыв на автореферат в двух экзеплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 105835, ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., д. 14, Совет МЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ.

Автореферат разослан "_" _ 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета К.053.16.07

к.т.н. У Тарасова Т.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблэмы. В настояние время широкое распространенно в промышленности получала электрическая очистка газов. Известен ряд способов электрогазоочистки и реализующих их конструкция, постоянно появляются новые. Срэди них сирокое применение находят двухзонныв малогабаритные конструкции.

Положительными свойствами электрофильтров этого типа являются низкие массогабаритные и высокие технические характеристики: небольшое, 5+ЮПа, гидравлическое сопротивление; высокая, до 99% и выше, степень очистки для частиц до 0.01-1 мкм. Применение малогабаритных электрофильтров не требует капитального строительства и специального обслуживания.

Однако возможности двухзонных малогабарэтных элзктрофильт-ров не реализуются в полной мере. Главной причиной является то, что конструирование и выбор режима работы таких электрофильтров ведутся на эмпирической основе, на базе технологической практики без глубокого обобщения и исследования физических основ процесса.

Имеется небольшое количество литературных данных по вопросам, посвященным исслэдованюо физических закономерностей в двухзонных малогабаритных электрофильтрах. Большая информация по крупногабаритным фильтрам не мошт быть использована в силу существенного их конструктивного отличия.

Прогресс в области разработки двухзонных малогабаритных электрофильтров требует дополнительного изучения основных физических процессов: зарядки и движения частиц в поле коронного разряда (к.р.), лежащих в основе их работы. Таким образом, поставленная задача является актуальной.

Целью работы является созданиэ математической модели процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре и обоснование на ее основе его улучшенных конструктивных параметров.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:

- разработка математической модели, учитывающей совместное влияние основных конструктивных и электрических параметров электрофильтра, характеристик газовоздушного потока и удаляемых частиц на эффективность газоочистки и позволяющей определить у луч-

шенные конструктивные параметры электрофильтра:

-провести экспериментальное исследование основных физических процессов, лежащих в основе процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре с целью обоснования и пптгт-ияри помня матямятичской модели;_;__

- на основе математической модели и экспериментальных данных дать уточненное представление об организации процесса очистки газа от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре:

- разработать принципы конструирования малогабаритных двух-зонных электрофильтров и инженерную методику выбора конструктивных и режимных параметров и расчета эффективности очистки газов в дмэ:

- разработать усовершенствованные варианты конструкции доу-хзонного малогабаритного электрофильтра.

Метод исследования. В работе использовался комплексный метод, заключающийся в сочетании теоретического анализа, натурного и математического экспериментального исследования основных физических процессов, лежащих в основе электрогазоочистки, выявлении закономерностей и их обобщении -с привлечением расчетов на ЭВМ. Экспериментальное исследование проводилось в широком диапазоне параметров и режимов работы электрофильтра и выделяемых частиц с привлечением разных методов измерения. При обработке экспериментов, применялся статистический анализ результантов.

Научная новизна работы. I. Разработана математическая модель процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре, включающая

-научно обоснованный подход к траекторному анализу процессов в двухзонном малогабаритном электрофильтре-.

-методику расчета распределения плотности тока по поверхности коронирующего электрода зарядного устройства электрофильтра:

-научно обоснованный учет совместного действия ударного и диффузионного механизмов зарядки частиц в нестационарных условиях процесса:

-программное обеспечение расчетов на ЭВМ процессов зарядки и движения частиц в электрических полях зон зарядки и осаждения электрофильтра. 1

- 2. Разработан и применен для анализа метод исследования

продассз газоочистки в двухзонном малогабаритном электрофильтре, включающий натурно© и математическое экспериментирование в широком диапазоне параметров электрофильтра, газовоздушного потока и характеристик выделяемых частиц.

3. На основе математической модели и экспериментального исследования дан анализ эффективности зарядки частиц и предложено уточненное представление о протекании процессов зарядки и движения частиц, леиаиих в основе газоочистки.

4. Обоснованы принципы конструирования двухзонных малогабаритных электрофильтров, включающие рациональное соотношение способа расположения электродов и режима их питания высоким напряжением в различных зоная электрофильтра.

Практическая значимость. I. Разработаны инженерная методика рациональной организации процесса элэктрогазоочистки и выбора режима работы двухзонного малогабархггного электрофильтра.

2. Предложено устройство, позволяххцео повысить эффективность работы электрофильтра или. при опредэленой эффективности уменьшить металлоемкость и габариты за счет рационального использования получаемых в зарядной зоне зарядов частиц при их улавливании в зоне осаждения.

На защиту выносятся. I. Уточненное представление о протекании процессов зарядки и движения частиц, лежащих в основе процесса газоочистки э двухзонном малогабаритно?* электрофильтре.

2. Математическая модель процэсса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре.

3. Принципы организации процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре и инженерные методики выбора конструктивных и режимных параметров и эффективности двухзонного малогабаритного электрофильтра.

4. Обоснование усовершенствованной конструкции двухзонного малогабаритного электрофильтра.

Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры Техники и электрофизики высоких напряжения МЭИ.

Публикации. По теме диссертационной работы выпущены 2 научно-исследовательских отчета, подана заявка на патент.

Обьем и структура работы. Диссертация обвдм объемом 258 страниц, состоит го введения, шести глав, списка литературы (67

наименования), содержит 127 страниц основного текста, 92 рисунка, 20 таблиц, 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении представлена актуальность проблемы исследования основных процессов в двухзонных малогабаритных электрофильтрах и

определена цель ---------------

В первой главе анализируются литературные данные о двухзонных малогабаритных электрофильтрах (ДМЭ), рассмотрены основные физические процессы, состояние и развитие в области теоретического и экспериментального исследований. Показано, что основным подходом к выбору режимов и конструированию ДМЭ является эмпирический подход, основанный на технологическх опытах. Отсутствуют надежные способы и теоретические методы конструирования и выбора режимов работы ДМЭ. Такой подход не дает уверенности, что разработанные процессы и аппараты обеспечивают разделение оптимальным образом. Дальнейший прогресс в области разработки ДМЭ требует дополнительного изучения основных процессов, т.е. процессов зарядки и движения частиц в зарядном устройстве (ЗУ) и процесса осаждения в осадительном устройстве (ОУ). В качестве конкретной конструкции для исследования выбран наиболее распространенный на практике ДМЭ (см.рис.1), имеющий диффузор I, конфузор 2, между которыми расположены предфиЛьтр 3 механической очистки воздуха от крупных частиц, зарядное коронирующее устройство'4 с коро-нирущими проводами 8, электростатическое осадительное устройство 5 и на выходе дополнительный механический фильтр 6. Внутри кон-фузора предусматривается газораспределительное приспособление 7.

На основе обзора и анализа литературы сформулированы задачи, заключающиеся в усовершенствовании конструкции ДМЭ на основе исследования закономерностей зарядки и движения частиц в электрическом поле электрофильтра.

Во второй и третьей главах рассмотрены вопросы, связаные с экспериментальными исследованиями.

Во второй главе рассматривается методика проведения экспериментальных исследований и созданный для ее реализации экспериментальный стенд. Основу экспериментального стенда составляет лабораторный электрофильтр. Выбраны экспериментальные методы измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ), плотности тока по плоскости, заряда и эффективности осаждения частиц. Эти парамет-

ры полностью определяют работоспособность электрофильтра.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям основных процессов, лежащих в основе ДМЭ. На экспериментальном стенде по выбранным методам проводились исследования систем электродов "гладкий провод между плоскостями" и "провод с иглами между плоскостями". Иглы закреплялись на проводе большого диаметра попарно и были направлены навстречу потоку газа. При сравнении экспериментальных результатов заметно, что система провода с иглами имеет большие плотность тока, заряд и эффективность ЗУ. Кроме этого, для данной системы, за счет принятой ориентации игл, влияние ОУ на поле зарядного мало и можно сократить расстояние между ними. Это приведет к уменьшению габаритов ДМЭ. Экспериментальные разультаты также использовались для обоснования и подтверждения математической модели.

В электрофильтре основной процесс проявляется через воздействие электрического поля на частицы, поэтому для построения математической модели необходимы данные о характеристиках поля коронного разряда (к.р.). Этим вопросам посвящена четвертая глава.

Для расчета поля использовался метод Дейча-Попкова (Д-Щ. При применении этого метода были трудности с расчетом коэффициента распределения плотности тока » ^ по поверхности коронирующе-го провода для разных систем электродов.

В работе получена обобщенная зависимость коэффициента > • для разных силовых линий в вида

' i =1.29+1. IOxIO"9 е-2.06x10'" ег+1.56x10"" еэ-6.47x10"* е*, где в - полярный угол в плоскости конформного отображения.

Для параметров электрофильтра (радиус провода »о=0.0Ы-0.2 мм, межэлектродное расстояние i>=20f-30 мм, напряжение и=7+15 кВ) данная формула дает погрешность не больше 6%. Это обеспечивает точность расчета напряженности поля к и плотности объемного заряда р ие хуже 10%.

В качестве критерия точности расчета брались формулы, полученные по методу разложения в ряд (P.P.). Наибольшие погрешности имеют место для силовых линий, далеких от оси симметрии электродной системы. Однако в этих точках абсолютные значения характеристик поля малы. Поэтому погрешности в начальные моменты времени движения частиц не приводят к большой погрешности при расчете процесса в целом. При расчете поля для систем .с гладкими

проводами метод Д-П использовался в прямом виде. Для проводов с иглами поле рассчитывалось путем эквивалентирования цилиндрическим проводом. Эквивалентный радиус провода выбирался из экспериментальных данных по начальному напряжению. Проведено сравнение результатов расчета поля по данному методу с экспериментальными

|ыиицмч и г рдчу тп.ггптпуц рчгттптпп пп мп-гппу гачпяшг труПок. раз-

работаному И.П.Верещагиным и А.А.Белогловским. Получено хорошее (в пределах 15%) совпадение данных. Однако, результаты расчета применимы только для сечония, в котором расположены иглы. С учетом несимметричности этого трехмерного поля результаты усредняются по длине провода с помощью экспериментальных или расчетных данных.

По данной методике было проанализировано поле коронного разряда в ЗУ. Выявлено, что в центральной области канала (вблизи центральной силовой линии) имеются большие значения напряженности поля и плотности объемного заряда, а в области около входа и выхода их значения малы. Такой характер позволяет разделить за- ' рядное устройство на эффективную и неэффективную зоны. При конструировании неэффективную зону можно сократить.

Метод расчета поля является составной частью математической модели процесса очистки газов в электрофильтре, вопросам построения которой посвящена пятая глава. В электрофильтре основными процессами являются движение и зарядка частиц. При построении математической модели принят траекторный подход. Суть его заключается в том, что движение частиц можно рассматривать по отдельным траекториям независимо друг от друга. Такое движение частиц существует в ламинарном потоке, где число Рейнольдса меньше 2000 или в неламинарнпм, в котором отношение скорости направленого движеения к скорости перемещения под действием турбулентной диффузии, больше 100. Такое движения частиц является в основном направленным.

Кроме этого, переход к турбулентному течению происходит на определенном расстоянии. Поэтому область направленного движения частиц можно расширить. Для конструкции ДМЭ при диапазонах параметров, которые встречаются на практике, движение частиц является направленным и не зависит друг от друга, т.е. можно принять траекторный подход.

Исходя из траекторного подхода построена математическая мо-

дель. По математической модели приняты следующие допущения: частица имеет сферическую форму; частица движется поступательно; поток очищаемого воздуха равномерно распределен по каналам и равномерен по сечению каждого канала; частицы полностью увлекаются потоком.

Математическая модель включает в себя вместе с характеристиками поля систему уравнений движения и зарядки частиц и начальный условия. В уравнении движения учитываются сила электрического поля, сила сопротивления среды и сила тяжести. В уравнении зарядки учитывается совместное действие ударного и диффузионного механизмов. В системе относительных единиц при следующих базисных данных:

математическая модель имеет следующий вид:

ас кх' ас у у

ч - с V V , -зг-^-Е Ч - С V -С ,

dt к к x dt у * м 12

йр с1д Р ц

у а ,, / лиф г. диф

-нг- V» /чт ) . ------г---—-

^ "гп * \л т ' ' « ю е-и (С д . -1 )

11 дич»

д = ц * ч ,

уд

с с

с = —— + —V . г'е . а =Е,

" Ре "

Е =Е (х ,у, и, Ь, го), р =р (г.. у, и, И, ,-о),

24 4

П г- _ Г

** Г ^га ( 1 +Д 1 /д) »

к-е 1/'^<МД1 /а) 6 т

е.,- „ ' . . с _=• 5

О. 1л« а • « V» '

о

где - составляющие скорости частиц; и^.и^ - составляющие скорости потока газов;е - напряженность поля; р - плотность объемного заряда; чуя, и ч - ударный, диффузионный и суммарный заряд частиц; а и т - радиус и масса частицу; г - плот-

- 1 Г; -

ность газа; и - вязкость газа? - подвижность,ионов.

Для решения систем уравнений составлена программа расчета на ЭВМ. Время расчета одного варианта О.Ь^-2 часа.

В работе встречались трудности, связанные с учетом одновре-мвнного действия ударного и диффузионного механизмов .зарядки частиц при нестационарных условиях. В литературе принято, что при стацонарных условиях следует суммировать заряда. Для нестационарных условий этот вопрос не исследовался. Расчитать наряды можно двумя способами: путем сложения зарядов или сложения потоков ионов. В данной работе рассмотрены оба эти способа. При стационарных условиях применение метода суммирования потока ионов дает погрешность в 40%. При переменных условиях различие для двух подходов остается на этом же уровне. Проведенный количественный анализ зарядки частиц с учетом характера их движения показал, что при переменых условиях также следует использовать метод сложения зарядов.

Для проверки математической модели и программы решались тестовые задачи. Эти расчеты сравнивались с результатами аналитических расчетов. Получено практически полное совпадение данных.

Для сложных условий результаты расчетов заряда и эффективности осаждения частиц в ЗУ сравнивались с экспериментальными данными. Получено хорошее совпадение. Различие не превышает 10%.

Все это подтвердило правильность метода "сложения* зарядов" при учете двух механизмов при нестационарных условиях. Также подтверждена работоспособность созданой модели и программы расчетов.

В шестой главе рассмотрены вопросы, связанные ' с анализом поведения частиц в ДМЭ и на их основе разработаны принципы конструирования и предложено усовершенствование конструкции ДМЭ.

В начале главы рассмотрены методики оценки конструкции зарядного, осадительного устройств и электрофильтра в целом. Оценка ЗУ проводилась на основе среднего заряда. В ОУ суммарная длина осадительноя плоскости или траекторий движения частиц позволяет оценить эффективность его конструкции. Для оценки ДМЭ в целом был предложен метод расчета эффективности в целом по разработанной математической модели.

Расчет эффективности ДМЭ можно осуществить по следующему алгоритму.

- и -

1. Расчитывается заряд и траектория движения частиц в ЗУ и ОУ электрофильтра для определенного размера частиц. С помощью анализа траоетории движения частиц расчитывается фракционная эффективность электрофильтра по формуле

< >

, « ОС

т>(*)=—--—-— , где пос - число частиц, оседающих на осади-

ос вых

тельных плоскостях; |>вых - число частиц, выходящих за пределы ОУ.

2. Строится зависимость фракционной эффективности от размера частиц я(•).

3. Для данного распределения частиц по размерам »(•) расчитывается суммарная эффективность по формуле

<ю

г,-,/ ■ ( ') /><■>) >1-, о

В качестве примера была рассчитана эффективность электрофильтра, который взят из литературы. Фракционная эффективность при разных радиусах проводов показана на рис.2.

Результаты расчетов эффетивности ДМЭ в целом сравнивались с экспериментальными данными, которые взяты из данной литературы. Получено совпадение результатов в пределах 5%.

Из рис.2 видно, что для частиц диаметром 0.3 мкм, • имеется минимальная эффективность ДМЭ. Это согласуется с теоретическим анализом. Известно, что частицы диаметром 0.3 мкм имеют минимальные подвижности в электрическом поле. Это означает, что эти частицы будут наиболее трудно оседать в ОУ, поэтому для них ДМЭ имеет минимальную эффективность. Также заметно, что при разных условиях, зависимости эффективности от размеров частиц имеют одинаковые закономерности. Это дает возможность обобщения этой зависимости и обоснования инженерной методики расчета ДМЭ.

Проведены исследования поведения частиц в ЗУ и ОУ при использовании созданой математической модели.

Заряд частиц в ЗУ (см.рис.3) в области около входа (>=-44 мм) и выхода (; =44 мм) растет медленно, а в области около провода быстро. Это означает, что центральная часть наиболее эффективна. Это согласуется с зонами по характеристикам электрического шля. Результаты расчетов показали, что при сокращении протяженности ЗУ на неэффективную область, заряд частиц практически не уменьшился (сравни зависимости 3 и 4 на рис.3).

Г Г Г Г И'

-Г

•

•

• • X 1

А- А N

Цц и„у

гг.

Г

Ца|

е

4

4,1

80 бо

Рис.1 Конструкция ДМЭ:а-ЕИД сверху.С-поперечное сечение,Е-продольное сечени

• ЦГ*Ка

2.0 я«, мим

х *м

то

I

Рис.2 Фрахционая эффективность ДМЭ:мь2.16м/с, 1-С=0.1ю1,2-е=0.2мл.З-С=О.Зш:^=1.1ч/с,4-г.=0.г^

Рис.3 Траектории и зависимости зарядов от пути в ЗУ^^ЗкЕ.г^ОЛ&лм,/^ 11мм,цг=2.6;л/с

Частицы уходят из ЗУ с опредолевыми зарядами. Распределение заряда по сечению канала на выходе из ЗУ не равномерно (рис.4). В центральной области заряд частиц имеет большее значение. Ранее в конструкциях электрофильтров этот факт не учитывался.

Было исследовано влияние радиуса, межэлектродного расстояния и напряжения на средний заряд при условиях постояной производительности или постояной скорости очищаемого газа. Количественные данные позволяют оценить очередность степени влияния. Увеличение среднего заряда можно достичь путем увеличения напряжения или уменьшения межэлектродного расстояния и радиуса провода.

В ОУ исследовалось поведение частиц диаметром 0.3 мкм, которые хуже всего улавливаются электрофильтром. Траектория имеет почти линейный характер. Для определенного размера частиц и условия движения имеется эквивалентная длина ОУ. Увеличение числа каналов приводит к уменьшению межэлектродного расстояния, при этом длина канала может быть уменьшена, однако, суммарная длина остается постоянной. Это позволяет правильно учесть неравномерность распределения заряда по сечению при выборе конструкции ОУ.

На основе анализа поведения частиц в ЗУ и ОУ были сформулированы принципы конструирования ДМЭ. Они учитывают физические закономерности и количественные данные расчетов.

Основными принципами являются следующие.

Для ЗУ - максимальная зарядка:

- увеличение напряжения;

- уменьшение межэлектродного расстояния;

- уменьшение радиуса провода - использования провода с иглами.

Для ОУ - максимальное осаждение и минимальные габариты:

- симметричное расположение электродов:

- обеспечение одноименного знака потенциалов коронирующего провода ЗУ и центрального электрода ОУ:

- применение электродов с переменными длинами или с переменными межэлектродными расстояниями.

На основе принципов конструирования и анализа поведения частиц были разработаны инженерные методики расчета эффективности и конструирования электрофильтра.

Особенностью методики расчета эффективности является обоб-

¡ценная зависимость для фракционной эффективности. Сутью этой методики является определение эффективности для частиц диаметром 0.3 мкм и для частиц радиусом которые оседают со 100% вероятностью. Расчет выполняется следощим образом.

I. Расчет среднего заряда по формуле

1 ч ч = (1п д = Га я ) • ( 1д й + У .8^3")—'—1 д ц

СР ' ^ СР4. Я СРО.<3' 4 ' ^ СРй.Э'

где ЧСР1.3' асро.15 и ЧСР ~ средние заряда частиц радиусом 1.5

мкм, 0.15 мкм и а. Средние заряда . и р.____ находятся из

графиков рис.5 для диапазонов параметров ДМЭ: го=0.05*0.2 мм, и =20^60 мм, и =10*15 кВ.

ЗУ зх

2. Расчет фракционной эффективности -о(а).

Фракционная эффективность г?(а) расчитывается по формулам

и.15х10,

(1-4(0.15)), При а <0.15 МКМ

, + 1 Г,(°' '5>.<) При 0.15 МКМ < а <а1

¿и-О. 15x10

1. при а > 31

где Т1(0.15) - эффективность для частиц радиусом 0.15.мкм, ¿1 -предельный размер частиц, которые полностью осодакгг в ДМЭ.

Этот размер определяется путем решения системы уравнении:

6.67 п и V* Ь2 а1 __оу_

Чср<ч = и -и •

ОУ ОУ

(I)

где ьоу' иоу» 1оу ~ мвжэлэкгродное расстояние, напряжение и длина плоскости ОУ, м - вязкость газов, и - скорость потока газов.

Расстояние определяется формулой

" р И О'0, 15)<кГ<

-ЕГ-Ц-— <2)

ОУ СРО.19

где величина т>(0.15) по формула

п(о. 15)= а1'Чс,,0'э-. (3)

0.15x10 а

СГа1

Решением системы уравнений (1)+(3) определяется фракционная эффективность т)(а).

3. Расчет эффективности 17 ДМЭ.

Из полученной фракционной эффективности -п(-<) эффективность ДМЭ рассчитывается по формуле

17=J-® f (а)-Г) (a)-da.

Сравнение результатов расчета с данными эксперимента дает ошибку не больше 1055.

Методика конструирования во многом зависит от конкретной задачи. Наиболее часто встречается задача, когда даны: размеры частиц -f(a), эффективность ДМЭ г> и объемная скорость газа. К конструкции относятся (см. рис.1) для ЗУ: ^радиус коронируюшего провода >о, высота н^, расстояние между плоскостями длина

канала и число каналов n? для ОУ: высота hqv, расстояние между плоскостями длина каналов Loy и число промежутков п. соответствующее одному каналу ЗУ.

При выборе конструкции важное значение имеют параметры, связанны© с режимом работы ДМЭ, такта как напряжение в ЗУ (и^)* и в ОУ (иоу), скорость потока w.

В предложенной методике сначала "выбираются параметры канала ЗУ, по ним определяется средний заряд. Далее выбираются параметры канала ОУ и габариты всего электрофильтра.

Алгоритм решения данной задачи следующий:

в ЗУ

I

В ОУ

чс„ w. V,

в целом ДМЭ

-l

ДМЭ "

W h

я

О

Ü

h

L

L

L

Подробно рассмотрим эту задачу.

1. Выбор радиуса коронирующего провода 'о.

Радиус провода выбирается с учетом электрических характеристик и механической прочности материала провода. Исходя из пт^го. рятшу^ провода можно уменьшать до 0.05 мм. Дальнейшее уменьшение радиуса кривизны может идти по пути применении ш иль-~ чатых электродов,

2. Выбор числа каналов п.

Число каналов выбирается с учетом симметричности поля к.р., обеспечения безопасности работы электрофильтра и уменьшения величины i> . Выбираем минимальное значение п=б.

3. Выбор »ох.

Выбирать и необходимо так, чтобы доля неиспользованной площади по сечении была минимальной. В этом случае, hov=5«-8 мм.

4. Выбор иоу и и^.

С учетом максимальной напряженности шля не больше 10кВ/см, получено: uoy<5<-8 kB, отсюда , ujnr=2uoy=IO«'I6 kB.

5. Выбор

Выбирается ь^ по формуле

h =n h э30+50 ММ.

ЗУ о у

6. Выбор L^.

С учетом эффективной зоны l^=20+35 мм.

7. Выбор скорости w.

Для того, чтобы в ДМЭ существовал ламинарный поток скорость потока должна быть меньше 2.5 м/с, т.е. w < 2.5 м/с.

'8.Выбор Lov-

Проводится на основе базового размера частиц диаметром 0.3 мкм. Для них даэ имеет минимальную эффективность. Используется формула (2) для расчета длины плоскости ОУ, где 19 (0.15) и qc»o .з связаны с заданными о и f(а) и могут получиться по приведенной выше методика расчета эффективности.

9.Выбор n и

С учетом минимизации габаритов электрофильтра пошречное сечение целесообразно выбрать в виде квадрата, т.е., He.=N'hBy> Отсюда получим

W hr

ЗУ

и н = n-h = н .

ЗУ Я У ОУ

Таким образом, геоштричеекш параметры конструкции ДМЭ и

1 — Г. = «.им«

2 — Г. = «Л? МЛ

3 — Г, =о. и мм

4— Г. - «.гамм

ми

15

.«"(Сл

5 4 3 .2 /

О 5 ю ¡5

Рис.4 Зависимости конечных заряда и координаты от начальной координаты У» при {&=13кВ, /и/=52.мм, ь'=2«61л/с ,0>11-5НХН

/. 3 - йше» 2.4 ~

л

£.»10 Ь

8

/2 ЬГ

Ю 1$ 29 22 и. ММ

Рис.5 Средний заряд частиц. £=0.05мл

/. 3 -

12 1ГМ

Рас.6 Зависимости среднего заряда и эффективности ЗУ от напряжения для системы с гладкими проводами(1,2)а с агольчатыми(3,4,),а=15:«аа1,^Ббмм, 1^=3.04м/с

<3

I

режимов работы выбраны.

В результате работы предложены усовершенствованные конструкции электрофильтров. В ЗУ по сравнению с традиционными использована система "провод с рядом игл". Эквивалентный радиус такого пргтппа мал, поэтому в сильной степени увеличиваается заряд. Это подтверждается экспериментами по намерению зарядов-«— ности ЗУ (см.рис.6). Для этой системы влиянш ОУ на поле ЗУ мало, что позволяет сократить расстояние между ними и уменьшить габариты электрофильтра. В ОУ, с целью максимального учета заряда частиц, электроды расположены с переменной длиной или с переменным межэлектродным расстояндам. В результате длина ОУ сокращается до 93 % для констукции с переменой длиной или до 76% для конструкции с шремеными межэлектродными расстояниями.

В совокупности эти усовершенствования использованы в новой конструкции электрофильтра (см.рис.7). Он имеет металлоемкость и габариты примерно в два раза меньшие, чем традиционный. На данные конструкции подана заявка на патент.

Рис.7 Схема усовершенствованной конструкции ДМЭ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. На основании обзора и анализа литературных данных о дву-хзонных малогабаритных электрофильтрах (ДМЭ) сформулированы цэль и задачи, заключахщиеся в усовершенствовании конструкции ДМЭ на основе исследования закономерностей зарядки и двишния частиц в электрическом поле электрофильтра.

2.Созданы экспериментальные методики измерения эффективности очистки газов, зарядов частиц и характеристик поля коронного разряда зарядного устройства ДМЭ. Разработан экспериментальный стенд.

3.Получены экспериментальные данные по вольт-амперным характеристикам, по распределениям плотности тока по плоскости, значениям заряда и эффективности для разных конструкция ЗУ. Эти результаты использованы для сопоставления с результатам расчета по математической модели процессов в ДМЭ.

4. Показано, на основании экспериментальных результатов, что ЗУ с коронирущеа систекой электродов, состоящей из цилиндрических проводов с рядом пар игл кевду плоскостями, имеет большие значения плотности тока по плоскости, заряда и эффективности.

5. Разработана, в результате сравнения методов расчета поля к.р. и анализа расчетных и экспериментальных данных, методика расчета электрических характеристик коронирующих электродов с фиксированными точками к.р. для различных систем э^ктродов, включающая эквивалентирование электродов цилиндрически?.® прово-датш, алгоритм расчета характеристик на база метода Д-П и способ расчета распределения плотности тока го поверхности коронирующэ-го электрода.

6. В результате анализа структуры поля коронного разряда зарядного устройства ДМЭ выдолэна эффективная зона поля, которая играет определяющую роль в зарядке частиц. Эта зона сосредоточена трэд коронирующим электродом по ходу движения очищаемого газа непосредственно вблизи электрода.

7. Впервые показано, что при значениях геометрических размеров и расходов газа, характерных для реально используемых ДМЭ, возможно использования траекторного подхода к анализу процессов в ДМЭ.

8. Показано, что в нестационарных условиях зарядки и движения частиц в ДМЭ заряд частиц можно вычислять как сумму зарядов, определяемых по ударной и диффузионной зарядки частиц отдельно.

9. Создана математическая модель процесса очистки газов в ДМЭ, включающая описания зарядки и движения частиц в ДМЭ и разработан пакет программ расчета на ЭВМ. В результате решения тестовых задач показана достоверность математической модели и рабо-

тоспособность программ.

10. Разработаны критерии оценки эффективной работы зарядного и осадите льного устройств. Для ЗУ таким критерием является средний заряд частиц, для ОУ - суммарная по каналам эквивалент-

II. В работе показано на основе анализа с помощью машмаш*

ствах в широком диапазоне конструктивных и режимных параметров ДМЭ, что при условии постоянства скорости газа (объемной или линейной) увеличить средний заряд ЗУ можно путем: увеличения напряжения на электродах, уменьшения межэлектродного расстояния и уменьшения радиуса провода.

12. В работе впервые сформулированы принципы конструирования ДМЭ, заключающиеся в формулировке соотношения между параметрами конструкции, режимами работы и характеристиками выделяемых частиц.

13. Разработана на основе принципов конструирования и анализа процессов с помощью математической модели инженерная методика выбора конструктивных и режимных параметров ДМЭ и расчета его эффективности. Экспериментально подтверждена ее работоспособность и соответствие результатов расчетов экспериментальным данным.

14. Предложены усовершенствованные конструкции ДМЭ. Эти усовершенствованные конструкции ДМЭ позволяют уменьшить суммарную длину ОУ до 50+6036 и примерно в той же степени снизить металлоемкость и объем конструкции при обеспечении одинаковой степени очистки.

На данные варианты конструкции электрофильтра подана заявка на патент.

15. Создан опытный образец ДМЭ. Его испытания показали, что при эффективности 9856 он имеет примерно в 2 раза меньшую металлоемкость.

ческой модели поведения частиц в зарядном и осадительном устрой

А97-

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13.

ВВЕДЕНИЕ.

1.РОЛБ ЗАРЯДКИ И ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ В ПОЛЕ КОРОННОГО РАЗРЯДА ДВУХ30НН0Г0 ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОГАЗООЧИСТКИ В РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. II

1.1.Исследование физических процессов, лежащих в основе электрогазоочистки - основной резерв усовершенствования конструкции и режимов работы электрофильтров. II

1.2.Роль и значение зарядки и движения частиц в поле коронного разряда в процессах электрогазоочистки.

1.3.Анализ известных закономерностей зарядки и движения частиц в электрическом поле электрофильтра.

1.4.Возможности расчета электрического поля электрофильтра.

1.5.Экспериментальное исследование работы электрофильтра.

1.6.Обобщение литературы об исследовании двухзонного малогабаритного электрофильтра.

1.7.Выводы по главе I.

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ГАЗОВ В ДВУХЗОННОМ МАЛОГАБАРИТНОМ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЕ.

2Л.Экспериментальный стенд.

2.2.Методика измерения электрических характеристик зарядной зоны.

2.3.Методика определения эффективности очистки газов.

2.4.Методика измерения зарядов частиц.

2.5.Выводы по главе 2.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ГАЗА В

ДВУХЗОННОМ МАЛОГАБАРИТНОМ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРЕ.

3.1.Вольт-амперные характеристики зарядного устройства.

3.2.Распределение плотности тока.

3.3.Зарядка частиц и эффективность зарядного устройства очистки газов.

3.4.Вывода по главе 3.

4.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ДВУХЗОННОГО ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА.

4.1.Общая характеристика поля коронного разряда и общие уравнения системы поля коронного разряда.

4.1.1.0бщая характеристика поля коронного разряда.

4.1.2.Уравнение поля униполярного коронного разряда.

4.2.Расчет поля коронного разряда зарядного устройства.

4.3.Анализ структуры поля коронного разряда зарядного устройства и рекомендации по выбору его эффективной конструкции.

4.4.Расчет системы коронирующих электродов с фиксированными точками коронного разряда.

4.4.1.Расчет по методу силовых трубок.

4.4.2.Расчет по методу эквивалентирования электродов с фиксированными точками коронного разряда цилиндрическими проводами. НО

4.5.Выводы по главе 4.

5.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ГАЗОВ В МАЛОГАБАРИТНЫХ ДВУХЗОННЫХ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРАХ.

5.1.Обоснование траекторного подхода к анализу процессов в двухзонном электрофильтре.

5.2.Математическая модель процесса зарядки и движения частиц в электрофильтре.

5.2.1.Математическая модеель процесса зарядки частиц.

5.2.2.Математическая модель процесса движения частиц в поле коронного разряда и в потоке воздуха.

5.2.3.Выражение характеристик поля коронного разряда.

5.2.4.Общая математическая модель процэсса.

5.3.Анализ математической модели.

5.4.Выводы по главе 5.

6.ВЫБОР УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ МАЛОГАБАРИТНОГО ДВУХ-ЗОННОГО ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА.

6.1.Метод оценки работы зарядного и осадительного устройств и эффективности двухзонных малогабаритных электрофильтров в целом.

6.2.Анализ поведения частиц в зарядном устройстве.

6.2.1.Исследование среднего заряда зарядного устройства при постоянной объемной скорости газа.

6.2.2.Исследование среднего заряда зарядного устройства при постоянной линейной скорости газа.

6.2.3.Усовершенствование конструкции зарядного устройства.

6.3.Поведение частиц в осадагельном устройстве.

6.3.1.Анализ поведения частиц в осадагельном устройстве.

6.3.2.Усовершенствование конструкции осадительного устройства.

6.4.Инженерная методика расчета эффективности двухзонных малогабаритных электрофильтров в целом.

6.5.Общие принципы конструирования.

6.6.Методика выбора конструктивных параметров.

6.7.Усовершенствованные конструкции и их характеристики.

6.8.Выводы по главе 6.

Непременным условием внедрения достижений науки и техники в промышленность является применение энергосберегающих технологий. В полной мере к ним относится злектрогазоочистка как один из технологических процессов, основанных на силовом воздействии электрических полей на диспергированные материалы (электронно-ионная технология - ЭИТ).

Обладая всеми достоинствами общего технологического направления ЭИТ ci, 2з, злектрогазоочистка привлекает внимание как процесс, сочетающий высокую степень очистки газов с низким аэродинамическим сопротивлением с2-53.

Электрическая очистка занимает важное место среди методов очистки газов от твердых и жидких включений (частиц) и находит применение для очистки выбросов в атмосферу при организации различных производств с2-101. Известен ряд способов электрогазоочистки и конструкций, постоянно появляются новые с2, 6, 8-10з. Среди них в последнее время находят широкое применение малогабаритные двухзон-ные электрофильтры с 8-10з.

Положительными свойствами электрофильтров этого типа являются низкие массогабаритные и высокие технические характеристики: небольшое, 5-10 Па, гидравлическое сопротивление; высокая, до 9956 и выше, степень очистки для частиц до 0,01-1 мкм. Применение малогабаритных электрофильтров не требует капитального строительства и специального обслуживания.

Выпускаемые отечественные и зарубежные малогабаритные фильтры конструктивно выполнены практически одинаково. Электродная система имеет пластинчатую форму. Коронирующим электродом является цилиндрический провод. Напряжение на коронирующем промежутке - 10+13 кВ, на осадагельном промежутке - 6+8 кВ. При объеме очищаемого газа IOOO мэ/ч фильтр имеет габариты примерно 600x600x600 мм. Фильтры выполняются без устройств очистки осадительных электродов, поэтому их применение ограничено по начальной запыленности (примерно 200 мг/ма). Какие-либо отклонения в конструкциях фильтров редки.

Несмотря на это, возможности малогабаритных электрофильтров далеко не исчерпаны. Они не реализуются по ряду причин. Среди них главным является то, что конструирование электрофильтров, выбор режимов их работы ведутся практически на эмпирической основе, на базе технологических опытов без глубокого обобщения и исследования физических основ процесса.

Известные теоретические исследования и разработанные методики расчета эффективности очистки крупногабаритных электрофильтров не могут быть использованы для двухзонных малогабаритных электрофильтров.

Малые межэлектродные расстояния, наличие двух зон (коронной и электростатической), особенности потокораспредэления и расположения "мертвых зон" приводят к тому, что расчет малогабаритного электрофильтра требует специфического подхода, который должен учитывать поведение частиц (зарядка и движение) в электрическом поле. Одновременно необходимы данные о характеристиках электрического поля, в котором происходит процесс очистки газов.

Таким образом, дальнейший прогресс в области разработки малогабаритных двухзонных электрофильтров требует дополнительного изучения физических процессов, составляющих основу электрогазоочистки. Предметом этих исследований, в первую очередь, должны бьггь процессы зарядки частиц в электрическом поле коронного разряда зарядного устройства и движения частиц в электрических полях зарядного и осадательного устройств.

Указанные процессы определяются характеристиками электрического поля, скоростью газо-воздушного потока и характеристиками выделяемых из него частиц.

Целью работы является разработка математической модели процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре и обоснование на ее основе его улучшенных конструктивных параметров.

Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи:

- разработать математическую модель, учитывающую совместное влияние основных конструктивных и электрических параметров электрофильтра, характеристик газо-воздушного потока и удаляемых частиц на эффективность газоочистки и позволяющую определить улучшенные конструктивные параметры электрофильтра;

- провести экспериментальное исследование основных физических процессов, лежащих в основе процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре с целью обоснования и подтверждения математической модели;

- на основе математической модели и экспериментальных данных дать уточненное представление об организации процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре;

- разработать принципы конструирования и инженерные методики расчетов малогабаритных двухзонных электрофильтров;

- разработать усовершенствованный вариант двухзонного малогабаритного электрофильтра.

Метод исследования. 3 работе использовался комплексный метод, заключающийся в сочетании теоретического анализа, натурного и математического экспериментального исследования основных физических процессов, лежащих в основе электрогазоочистки, выявлении закономерностей и их обобщении с привлечением расчетов на ЭВМ. Экспериментальное исследование проводилось в широком диапазоне параметров и режимов работы электрофильтра и выделяемых частиц с привлечением разных методов измерения. При обработке экспериментов применялся статистический анализ результатов.

Научная новизна работы. I. Разработана математическая модель процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре , включающая

-научно обоснованный подход к траекторному анализу процессов в двухзонном малогабаритном электрофильтре;

-методику расчета распределения плотности тока по поверхности коронирующего электрода зарядного устройства электрофильтра;

-научно обоснованный учет совместного действия ударного и диффузионного механизмов зарядки частиц в нестационарных условиях процесса;

-программное обеспечение расчетов на ЭВМ процессов зарядки и движения частиц в электрических полях двухзонного электрофильтра.

2. Разработан и применен для анализа метод исследования процесса газоочистки в двухзонном малогабаритном электрофильтре, включающий натурное и математическое экспериментирование в широком диапазоне параметров электрофильтра, газо-воздушного потока и характеристик выделяемых частиц.

3. На основе математической модели и экспериментального исследования дан анализ эффективности зарядки частиц и предложено уточненное представление о протекании процессов зарядки и движения частиц, лежащих в основе газоочистки.

4. Обоснованы принципы конструирования двухзонных малогабаритных электрофильтров, включающие рациональное соотношение способа расположения электродов и режима их питания высоким напряжением в различных зонах электрофильтра.

Практическая значимость. I. Разработана инженерная методика рациональной организации процесса электрогазоочистки и выбора режима работы двухзонного малогабаритного электрофильтра.

2. Предложено устройство, позволяющее повысить эффективность работы электрофильтра за счет рационального использования получаемых в зарядной зоне зарядов частиц при их улавливании в зоне осаждения.

На защиту выносятся. I. Уточненное представление о протекании процессов зарядки и движения частиц, лежащих в основе процесса газоочистки в двухзонном малогабаритном электрофильтре.

2. Математическая модель процесса очистки газов от частиц в двухзонном малогабаритном электрофильтре.

3. Принципы организации процесса очистки газов от частиц и инженерные методики выбора конструктивных и режимных параметров и эффективности двухзонного малогабаритного электрофильтра.

4. Обоснование усовершенствованной конструкции двухзонного малогабаритного электрофильтра.

Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры Техники и электрофизики высоких напряжений МЭИ.

Публикации. По теме диссертационной работы выпущены 2 научно-исследовательских отчета, подана заявка на патент.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 258 страниц, состоит из введения, шести глав, списка литературы (67 наимено

6.8.Выводы по главе 6

1. Используя математическую модель и траекторный подход, был выполнен анализ поведение частиц в ЗУ и в ОУ с целью выявления ряда факторов очистки газов.

2. Для ЗУ исследовалось влияние ряда факторов на эффективность ЗУ. Показано, что при условии o=const или w=const увеличить эффективность ЗУ по степени воздействия можно путем: увеличения и^, уменьшения межэлектродного расстояния ь^и уменьшения радиуса провода го.

3. Для ОУ проведено исследование влияния факторов на эффективности ОУ с помощью анализа суммарной длины ОУ. Показано, что длина траекторий почти пропорционально уменшается при увеличении напряженности поля е, увеличении заряда частиц и уменьшении скорости потока.

4. На основе исследования поведения частиц в зарядном и осадите льном устройствах выбраны их конструкции.

5. Сформулированы принципы конструирования ДМЭ, учитывающие физические особености поведения частиц в зарядном и осадагельном устройствах.

6. Разработан на основе математической модели инженерный метод расчета эффективности ДМЭ. Экспериментально подтверждена его работоспособность.

8. Предложены усовершенствованные конструкции ДМЭ. Эти конструкции обладают уменьшенной суммарной длиной ОУ до 50+60%, металлоемкость и габариты их конструкции снижены до 50*60% при обеспечении одинаковой степени очистки. На данную конструкцию электрофильтра подана заявка на патент.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании обзора и анализа литературных данных о двухзонных малогабаритных электрофильтрах (ДМЭ) сформулированы цель и задачи, заключающиеся в усовершенствовании конструкции дмэ на основе исследования закономерностей зарядки и движения частиц в электрическом поле электрофильтра.

2.Созданы экспериментальные методики измерения эффективности очистки газов, зарядов частиц и характеристик поля коронного разряда зарядного устройства ДМЭ. Разработан экспериментальный стенд.

3.Получены экспериментальные данные по вольт-амперным характеристикам, по распределениям плотности тока по плоскости, значениям заряда и эффективности для разных конструкций ЗУ. Эти результаты использованы для сопоставления с результатами расчета по математической модели процессов в ЛМЭ.

4. Показано, на основании экспериментальных результатов, что ЗУ с коронирующей системой электродов, состоящей из цилиндрических проводов с рядом пар игл между плоскостями, имеет большие значения плотности тока по плоскости, заряда и эффективности.

5. Разработана, в результате сравнения методов расчета поля к.р. и анализа расчетных и экспериментальных данных, методика расчета электрических характеристик коронирующих электродов с фиксированными точками к.р. для различных систем электродов, включающая эквивалентирование электродов цилиндрическими проводами, алгоритм расчета характеристик на базе метода Д-П и способ расчета распределения плотности тока по поверхности коронирующего электрода.

6. В результате анализа структуры поля коронного разряда зарядного устройства ДМЭ выделена эффективная зона поля, которая играет определяющую роль в зарядке частиц. Эта зона сосредоточена перед коронирующим электродом по ходу движения очищаемого газа непосредственно вблизи электрода.

7. Впервые показано, что при значениях геометрических размеров и расходов газа, характерных для реально используемых ДМЭ, возможно использование траекторного подхода к анализу процессов в ДМЭ.

8. Показано, что в нестационарных условиях зарядки и движения частиц в ДМЭ заряд частиц можно вычислять как сумму зарядов, определяемых по ударной и диффузионной зарядки частиц отдельно.

9. Создана математическая модель процесса очистки газов в ДМЭ, включающая описания зарядки и движения частиц в ДМЭ и разработан пакет программ расчета на ЭВМ. В результате решения тестовых задач показана достоверность математической модели и работоспособность программ.

10. Разработаны критерии оценки эффективной работы зарядного и осадительного устройств. Для ЗУ таким критерием является средний заряд частиц, для ОУ - суммарная по каналам эквивалентная длина траекторий движения частиц.

11. В работе показано на основе анализа с помощью математической модели поведения частиц в зарядном и осадагельном устройствах в широком диапазоне конструктивных и режимных параметров ДМЭ, что при условии постоянства скорости газа (объемной или линейной) увеличить средний заряд ЗУ можно путем: увеличения напряжения на электродах, уменьшения межэлектродного расстояния и уменьшения радиуса провода.

12. В работе впервые сформулированы принципы конструирования ДМЭ, заключающиеся в формулировке соотношений между параметрами конструкции, режимами работы и характеристиками выделяемых частиц.

13. Разработана на основе принципов конструирования и анализа процессов с помощью математической модели инженерная методика выбора конструктивных и режимных параметров ДМЭ и расчета его эффективности. Экспериментально подтверждена ее работоспособность и соответствие результатов расчетов экспериментальным данным.

14. Предложены усовершенствованные конструкции ДМЭ. Эти усовершенствованные конструкции ДМЭ позволяют уменьшить суммарную длину ОУ до 50+60% и примерно в той же степени снизить металлоемкость и объем конструкции при обеспечении одинаковой степени очистки.

На данные варианты конструкции электрофильтра подана заявка на патент.

15. Создан опытный образец ДМЭ. Его испытания показали, что при эффективности 98% он имеет примерно в 2 раза меньшую металлоемкость.

1. Основы электрогазодинамики дисперсных систем/ И.П.Верещагин, В.И.Левитов, Г.З.Мирзабекян, М.М.Пашин М.: Энергия, 1974, 480 с.

2. Дымовые электрофильтры/ В.И.Левитов, И.К.Вэшидов, В.М.Тка-ченко и др.: Под ред. В.И.Левитова. М.: Энергия, 1980.

3. Верещагин И.П. Коронный разряд в аппаратах электронно-ионной технологии. М.: Энергоатомиздат,1985.

4. Вэн Ч. Исследование двухзонных электрических воздушных фильтров// Научные исследования в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: ЦНИИПромзданий, 1971. вып*21. с.90-108.

5. M.O.Penrose. Electrostat ic Air Filtration, Journal o-f. Institute of Heating and ventilating Engineers, 1961, July, Vol.29

6. R.S.Guo, H.D.Zhang and X.Z.Zhang A Stady on Novel Electrode Geometries by PI ate—cur rent Character i st ics o-f El ectrostat ic Precipitators// The 4th International Conference on Electrostatic Precipitation, Beijing, 1990, P.348-351.

7. William A, Cheney, Modular Electrostatic Precipitators// J.Plant Engineering. Sep. 15. 1977.

8. Massimo Rea, Valerio Bogani. Influence of The Electrode Geometry and of The Operating Characteristics on the efficiency of Electrostatic Precipitators// The 5th International Conferenceon Electrostatic Precipitation, London, 1992, P.365-383.

9. Kristian Schroter. Improving the Per-fomance of Horizontal Electrostatic Precipitators by Installing Additional Electrodes in the Gas Inlet and Outlet// The 4th Internationa1 Conference on Electrostatic Freeipitat ion, Beijing, 1990, p.277-285.

10. Меттиус А.А. Многокаскадные электрофильтры для очисткивоздуха// Современное оборудование вентиляционных систем: Материалы семинара общества "Знание", М.: Моск. дом Н.Т. проп. 1990, с.I29-I3I.11. . ^Щ&Лг-Ши* , -937

11. George R. Offen. Issues and Trendsin Electrostatic Precipitation for U.S.Utilities// The 4th International Conference on Electrostatic Freeipitat ion, Beijing, 1990» p.48-58.

12. Andrews R.L., Altin C.A., Salib R, ESF's in the 2IST Century: Extinction or Evolution// The 5th International Conference on Electrostatic Precipitation, London, 1992, p.165-183.iti\ iw JiJh.

13. X.Y.Bay, Z.Y.Shao, Z.T.Zhang, C.W.Chen, C.Z.Jiang, Onsite—pur ification Technique of Arc Welding Fumes by Ionic Charging// The 4th International Conference on Electrostatic Precipitation., Beijing, 1990, p.226-229.

14. Пурумов А.И. Рециркуляция воздуха в системах вентиляции сборочно-сварочных цехов. В сб. тр.: Научные исследования в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: ЦНМИПром-зданий, 1984.

15. Гоник А.Е. Электрофильтры для очистки воздуха от сварочного и масляного аэрозоля// Современные способы очистки вредных выбросов в атмосферу: Материалы научн.-техн. семинара. Л. 1991,с. 59-61.

16. Гримитлин A.M., Матвеев Ю.Г. Снижение загрязнения атмосферного воздуха при сварочных работах// Современные способы очистки вредных выбросов в атмосферу: Материалы научн.-техн. семинара. Л. 1991, 62-64.

17. Страус В. Промышленная очистка газов. М. Химия, 1981.

18. Елховский А.Б. Улавливание аэрозолей масляных жидкостей электрофильтрами: Автореферат дис. канд. техн. наук. ЦНИИ, 1974.

19. Казакова Т.М., Тарнавский И.Л. Очистка отходящих газов от сварочных постов. В ИТРС: Пром. и сан. очистка газов. Обзорн. информ. Серия хм-14, М.: ЦИН1ИХИНЕФТЕМАШ, 1987.

20. Руководство по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем проточной вентиляции и кондиционирования воздуха. М. ЦНИИ Промзданий, 1979.

21. Кузнецкий Р.С., Новохацкий Е.М. К расчету однозонного электрофильтра// Изв. вузов. Энергетика. 1986. Ш. с.96-99,

22. Григорьев И.И., Мирзабекян Г.З. Расчет улавливания пыли в пластинчатых электрофильтрах с учетом турбулентной диффузии и кинетики зарядки частиц// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1978. ЖЕ, с.103-110.

23. Ермилов И.В. Исследование и расчет процессов очистки газа в пластинчатых электрофильтрах: Автореферат дис. канд. техн. наук. М., 1974.

24. Ермилов И.В. Расчет степени очистки газа в пластинчатых электрофильтрах// Промышленная и санитарная очистка газов. 1977. №1, с.5-6.

25. Кизим И.А., Пятигорский А.Н. Конструктивные и технологические методы повышения эффективности электрофильтров при улавливании высокоомной золы/ Обзорная информация. ЦИНТИхимнефтемаш. Серия XM-I4-M. 1976.-68 с.

26. Дульфан Я.И. Исследование процесса осаждения аэрозолей в турбулентном потоке методом статического моделирования: Автореферат дис. канд. техн. наук. Тула, 1975.

27. Очистка воздуха в промышленных зданиях: Сй. научн. тр./ ЩШПромзданий М. 1988.

28. Реффей Р. Законы заряда изоляционных сферических частиц электрическим полем униполярной и биполярной короны// Сб.: Применение сил электрического поля в промышленности и сельском хозяйстве. М., ВНИИЭМ, 1964.

29. Потенье М. Закон зарядки сферических проводящих частиц в поле биполярной короны // Сб.: Применение сил электрического поля в промышленности и сельском хозяйстве. М., ВНИИЭМ, 1964.

30. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. М., Издательство АН СССР,1955.

31. Фукс Н.А. О величине зарядов на частицах атмосферныхаэроколлоидов. Изв. АН СССР, сер. геогр. и геофиз., 1947, №1.t

32. Мирзабекян Г.З. Зарядка проводящих сферических частиц с радиусом порядка длины свободного пробега ионов в воздухе, Журнал технической физики, Г. xxxvi, №7, 1966

33. Мирзабекян Г.З. Зарядка аэрозолей в поле коронного разряда// Сб.: Сильные электрические поля в технологических процессах М., "Энергия'', 1969.

34. Капцов Н.А. Коронный разряд М., ОГИЗ, 1947.

35. Murphy А.Т., Adler F.J., Penney G.W. A theoretical analyses оf the effects of an electric field of the charging of fine particles, AIE£ tran., V.78, 1959, P.59.

36. Коше P. Законы зарядки мелких частиц// Сб.: Применение сил электрического поля в промышленности и сельском хозяйстве М., ВНИИЭМ, 1964.

37. Калганов А.Ф., Цатурян А.И. К вопросу о движении пучка заряженных частиц в поперечном электрическом поле// Сб.: Сильныеэлектрические поля в технологических процессах М., "Энергия", 1969.

38. Палкин Л.Н. Решение на ЦВМ уравнений движения заряженных частиц в поле униполярной короны// Сб.: Сильные электрические поля в технологических процессах М., "Энергия", 1969.

39. Верещагин И.П. Уравнения движения шарообразных частиц в потоке воздуха при малых числах Рейнольдеа // Сб.: Сильные электрические поля в технологических процессах М., "Энергия", 1969.

40. Верещагин И.П., Салихова Н.Р., Федоров Ю.С. Расчет поля с объемным зарядом методом конечных элементов// Сб.: Сильные электрические поля в технологических процессах М., "Энергия", 1969.

41. Электрические поля в установках с коронным разрядом/ Верещагин И.П., Семенов А.В./ под ред. Мирзабекяна Г.З.-М.: МЭИ, 1984.-100 с.

42. ВасяевВ.И., Верещагин И.П. К расчету характеристик униполярного коронного разряда в системе электродов "ряд проводов между плоскостями"// Электричество. 1972. **5 с.34-39.

43. Литвинов В.Е., Мирзабекян Г.З. Численный метод решения уравнения униполярного стационарного коронного разряда в плоских полях// Электричество. 1972. J65 с.40-44.

44. Васяев В.И., Верещагин И.П. Метод расчета напряженности поля при коронном разряде//Электричество. 1971. №5 с.58-62.

45. Верещагин И.П., Семенов А.В., Салихова Н.Р. Модификация метода Дейча-Попкова для расчета полей с объемным зарядом в системе электродов "стержень-плоскость"// Сб.: Труда МЭИ вып.224, 1975.

46. Верещагин И.П., Литвинов В.Е., Семенов А.В. К вопросу о распределении плотности тока по плоскости в системах электродов с плоско-параллельным полем// Сб.: Труды МЭИ вып.224, 1975.

47. Верещагин И.П., Заргарян И.В., Семенов А.В., Литвинов

48. В.Б. Расчет поля коронного разряда игольчатой системы электродов электрофильтров// Сб.: Труды МЭИ вып.224, 1975.

49. Верещагин И.П., Заргарян И.В., Семенов А.В. Распределение поля в электрофильтрах с игольчатыми электродами// Электричество. 1980, Я6.

50. Артамонов А.Ф., Верещагин И.П., Головин Г.Т., Литвинов В.Е. Расчет поля коронного разряда для аксиально-симметричных систем электродов// Электричество. 1982, Л9.52. mt^^^^Jrj w u-t

51. Не К.В., Иго J.M., Cao Н.Х. and Fu G.W. Simulation and Analysis of the Wrie Plate Spacing Effect// The 4th Internat ional Conference on Electrostat ic Precipitat ion, Bei j i ng, 1990?1. P.352-35554. ък^М^^Ш55. ИЪ^Л^М

52. Левитов В.И., Рябая С.И. Вольтамперная характеристика униполярной короны для системы электродов "провод-плоскость"// Электричество. 1964, №>.

53. Меттус А.А., Хренков Н.К., Орехова Т.е., Королева Л.В., Алферов Н.Н. Экспериментальные исследования двухзонного электрического фильтра с плоскими коронирующими электродами// Очистка воздуха в промышленных зданиях: сб. научн.тр. ЦНИИПромзданий М., 1988.

54. Пашин М.М. Метод регистрации траекторий движения частиц аэрозолей// Сб.: Сильные электрические поля в технологическихпроцессах М., "Энергия",1969.

55. Курилов В.А., Апинян В.В. Измерение зарядов движущихся частиц методом электростатичесой индукции// Сб.: Сильные электрические поля в технологических процессах М., "Энергия", 1969.

56. Верещагин И.П., Морозов B.C. Зарядка непроводящих несферических частиц в поле коронного разряда// Сб.: Труды МЭИ вып.417, 1979.

57. Мирзабекян Г.З., Маисурадзе Н.Н. Экспериментальное исследование процесса зарядам полимерных частиц в электрическом поле// Сб.: Труды МЭИ вып.224, 1975.

58. Верещагин И.П., Морозов B.C. Определение функции распределения частиц порошка по размерам// Сб.: Сильные электрические поля в технологических процессах М., "Энергия", 1971, вып.2.

59. Далман Дж. Экспериментальные исследования электрофильтров электростанции//Применение сил электрического поля в промышленности и сельском хозяйстве. М., ВНИИЭМ, 1964

60. Исследование путей интенсификации работы мокрых двухзонных электрофильтров. Отчет по НИР/ НИИОГАЗ, руководитель работ Гоник А.Е. й ГР 01870045006, Москва, 1988.

61. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: Наука, 1980. 176 с.

62. I.Р.Vereshchagin, A.V.Semenov, A.A.Beloglovsky New Method o-f Field Calculation in Electrostat ic Free ipitators with Non-Cylindrical Corona Electrodes// The 4th International Conference on Electrostatic Precipitat ion, Beijing, 1990, P.365-383.

63. И.П. Верещагин, А.А. Белогловский, Расчет поля коронного разряда в системах с нецилиндрическими коронирующими электродами// Известии РАН, Энергетика, #4, 1993.

64. Формулы для расчетов начального напряжения и БАХ для разных систем электродовсм. рис.4.1, а)1. Uo I» f tU)1. Я Uo в Ъ £ о Ul -firpr1.1°° „ rzh( <«b\2h , таГ' о О ■•• Uo^So^-l"^) /1- 1-Se.k O-irfo /bAjJ* «Г+

65. Формулы для расчетов поля при разных систем электродовпровод между плоскостями см. рис.4.1,аряд проводов между плоскостями см. рис.4.1,61Г11. E> iru7ГИ7ГЗС . ^ТГХ.тг*-.17ГЙгггй1. QJLSL IQI1. Tut^1. Ei у 1. MA. t^tCHUsttf fJ^UMJ*r -rWе.= ^-Зг) J^wм. ■fXX