【優(yōu)秀碩士博士論文】開(kāi)題報(bào)告-聲波團(tuán)聚燃煤煙氣超細(xì)顆粒物數(shù)值模擬研究

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告題目聲波團(tuán)聚燃煤煙氣超細(xì)顆粒物數(shù)值模擬研究院（系）汽車工程學(xué)院學(xué)科動(dòng)力工程導(dǎo)師研究生學(xué)號(hào)開(kāi)題報(bào)告日期研究生院培養(yǎng)處制目錄1研究背景及意義111課題背景112PM25簡(jiǎn)介213PM25污染狀況32國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析421實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀5211國(guó)外聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展5212國(guó)內(nèi)聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展7213小結(jié)722數(shù)值模擬研究進(jìn)展8221小結(jié)93主要研究?jī)?nèi)容1031脫硫后鍋爐煙氣細(xì)顆粒物的變化特性1032聲團(tuán)聚室結(jié)構(gòu)優(yōu)化1133聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬1234小結(jié)124進(jìn)度安排135參考文獻(xiàn)141研究背景及意義大氣是人類賴以生存的最基本的環(huán)境要素之一，任何生物從它誕生之日起，就需要通過(guò)呼吸維持生命，停止呼吸就意味著生命的終結(jié)。隨著人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)的發(fā)展，當(dāng)它對(duì)大氣產(chǎn)生的影響超過(guò)其自凈能力時(shí)就會(huì)對(duì)大氣造成污染。自我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，生產(chǎn)力水平大大提高。但是，傳統(tǒng)模式下的生產(chǎn)力的提高在驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和為企業(yè)帶來(lái)利潤(rùn)的同時(shí)，卻使我們的家園變得千瘡百孔，不堪重負(fù)。傳統(tǒng)意義上講，人類面臨主要的環(huán)境問(wèn)題分為三種，分別是氣候變暖、臭氧層破壞和酸雨1。其中，酸雨問(wèn)題是最為突出的問(wèn)題，對(duì)人類的生活及健康產(chǎn)生的威脅也最大。酸雨通常是指表示酸堿度指數(shù)的PH值低于56的酸性降水。酸雨是工業(yè)高度發(fā)展而出現(xiàn)的副產(chǎn)物，由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成硫酸或硝酸氣溶膠，或?yàn)樵?、雨、雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨。如圖1為酸雨形成的簡(jiǎn)單示意圖。圖1酸雨形成過(guò)程示意圖近幾十年來(lái)，經(jīng)過(guò)世界環(huán)保人員的不懈努力以及各國(guó)政府的正確引導(dǎo)，世界各國(guó)人民對(duì)以上三大環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)有了較清楚的認(rèn)識(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)意義上的環(huán)境問(wèn)題有了足夠的重視。但是，隨著世界化石燃料相關(guān)工業(yè)（如動(dòng)力發(fā)電、汽車行業(yè)及石油工業(yè)等）的不斷發(fā)展，新的環(huán)境問(wèn)題也不斷涌現(xiàn)。人們對(duì)空氣質(zhì)量要求的不斷提高，可吸入顆粒物越來(lái)越受到人們的關(guān)注。11課題背景2010年11月21日，美國(guó)駐華使館發(fā)布的北京PM25監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)爆表，超過(guò)了最高污染指數(shù)500，此時(shí)的PM25濃度522，也因?yàn)椤俺隽嗽撐廴疚锏闹涤颉保诿绹?guó)環(huán)保局網(wǎng)站上無(wú)法轉(zhuǎn)換為空氣質(zhì)量指數(shù)，當(dāng)時(shí)使館在推特上描述其為“CRAZYBAD（糟糕透頂）”。2011年，隨著部分地區(qū)的空氣監(jiān)測(cè)引發(fā)關(guān)注和熱議，PM25和PM10這兩種空氣監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)入公眾視野。圖2某日北京空氣污染狀況早在20世紀(jì)80年代，國(guó)際社會(huì)已對(duì)可吸入顆粒物污染高度重視。隨著人們對(duì)大氣顆粒物研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到粒徑在10UM以下的顆粒物是對(duì)環(huán)境和人體健康危害最大的一類污染物，并且細(xì)顆粒的危害性比粗顆粒更加嚴(yán)重，因此各個(gè)國(guó)家對(duì)其制定的排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格。PM25的標(biāo)準(zhǔn)是1997由美國(guó)率先提出，主要是為了更有效地監(jiān)測(cè)隨著工業(yè)化日益發(fā)達(dá)而出現(xiàn)的、在舊標(biāo)準(zhǔn)中被忽略的對(duì)人體有害的細(xì)小顆粒物。首次規(guī)定了PM25的質(zhì)量濃度限值315G/M3（年平均）和65G/M3（日平均）。經(jīng)過(guò)近年來(lái)的不斷發(fā)展，世界衛(wèi)生組織及一些國(guó)家也針對(duì)PM25的濃度頒布了相關(guān)了法令，規(guī)定了PM25的限值34，如下表所示。國(guó)家/組織年平均（G/M3）日平均（G/M3）備注準(zhǔn)則值1025目標(biāo)13575目標(biāo)22550WHO目標(biāo)3153752005年發(fā)布澳大利亞8252003年發(fā)布，非強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)15352006年生效日本15352009年發(fā)布?xì)W盟25無(wú)2010年發(fā)布，2015年強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)生效一級(jí)1535中國(guó)二級(jí)35752016年開(kāi)始生效表1國(guó)際及一些國(guó)家的PM25限值及實(shí)施時(shí)間12PM25簡(jiǎn)介PM，英文全稱為PARTICULATEMATTER（顆粒物）。PM25是指大氣中直徑小于或等于25微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20（如下圖所示）。圖3顆粒粒徑示意圖PM25危害較大，主要分為兩個(gè)方面，對(duì)環(huán)境的影響和對(duì)人身體健康的影響。首先介紹PM25對(duì)大氣環(huán)境的影響。對(duì)大氣環(huán)境的影響主要是對(duì)空氣能見(jiàn)度的影響和對(duì)氣候的影響。諸如PM25之類的細(xì)顆粒物存在于空氣中時(shí)，對(duì)輻射到大氣中的太陽(yáng)光形成散射和吸收作用，繼而大幅降低了有效視距，導(dǎo)致能見(jiàn)度下降；另外，空氣中存在的細(xì)顆粒物對(duì)太陽(yáng)輻射的能量也有吸收和反射的作用，所以大氣中如果存在大量細(xì)顆粒時(shí)，輻射到地球的能量和地球輻射到宇宙的能量都會(huì)受到影響，打破地球與外界的能量收支平衡，對(duì)氣候造成影響。PM25對(duì)人身體健康的影響有多方面，也受到了廣泛的關(guān)注。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的報(bào)告顯示，無(wú)論是發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家，目前大多數(shù)城市和農(nóng)村人口均遭受到顆粒物對(duì)健康的影響。高污染城市中的死亡率超出相對(duì)清潔城市的15至20。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐洲，PM25每年導(dǎo)致386000人死亡，并使歐盟國(guó)家人均期望壽命減少86個(gè)月。PM25之所以能對(duì)人體造成傷害首先是因?yàn)槠渥陨砹椒浅Ｐ。说纳斫Y(jié)構(gòu)決定，人體不能阻擋PM25這些小顆粒。進(jìn)入人體后，一般直接到達(dá)支氣管和肺泡，甚至可以進(jìn)入血液；其次是因?yàn)镻M25由于粒徑小，所以比表面積較大，易于富集多種烴類、苯類、痕量有毒金屬，甚至病毒細(xì)菌等有毒物質(zhì)，當(dāng)這些有毒物質(zhì)在人體內(nèi)沉積到一定量時(shí)，必然會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重影響。美國(guó)環(huán)保局（EPA）和一些其他科研機(jī)構(gòu)通過(guò)研究證實(shí)，PM25的濃度變化與慢性病、呼吸道疾病一級(jí)心腦血管疾病發(fā)病率有很大的相關(guān)性。2002年美國(guó)紐約州立大學(xué)藥物院的相關(guān)研究者研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)顆粒物與肺癌、心臟病所導(dǎo)致的死亡率有緊密聯(lián)系，并獲得了確切的證據(jù)5。13PM25污染狀況美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）2010年9月公布了一張由加拿大的兩位研究員AARONVANDONKELAAR和RANDALLMARTIN繪制的全球細(xì)顆粒物污染情況圖6，顯示了20012006年全球PM25濃度的平均值。圖中顯示我國(guó)東部地區(qū)PM25污染非常嚴(yán)重。在這張圖上紅色（即PM25密度最高），出現(xiàn)在北非、東亞和中國(guó)。中國(guó)華北、華東和華中PM25的密度，指數(shù)甚至接近每立方米80微克，甚至超過(guò)了撒哈拉沙漠。在這張20012006年間平均全球空氣污染形勢(shì)圖上，全球PM25最高的地區(qū)在北非和中國(guó)的華北、華東、華中全部。圖4全球PM25污染狀況圖綜上所述，超細(xì)顆粒物污染問(wèn)題已經(jīng)是世界環(huán)境問(wèn)題的重要組成部分，對(duì)環(huán)境及人類生存都產(chǎn)生了較嚴(yán)重的影響。近年來(lái)，各國(guó)人民對(duì)于空氣質(zhì)量的關(guān)注度逐漸提高，世界衛(wèi)生組織及一些國(guó)家對(duì)該問(wèn)題也都給予了足夠的重視。我國(guó)也于2012年2月29日頒布新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)4，增設(shè)了PM25的濃度限值，調(diào)整了PM10的濃度限值。由此可見(jiàn)，研究超細(xì)顆粒物的控制方法，找到適合的控制方法將PM25限值在合理的范圍內(nèi)，已經(jīng)迫在眉睫。2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析燃燒源中可吸入顆粒物的控制技術(shù)主要包括兩類，一類是以減少可吸入顆粒物的數(shù)量為目的的控制技術(shù)，一種是以減少可吸入顆粒物中有害元素為目的的控制技術(shù)7。前者主要有基于布袋除塵器，靜電除塵器等的除塵技術(shù)。靜電除塵器被認(rèn)為是一種可靠、運(yùn)行費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用較低的除塵好方法，能滿足大多數(shù)設(shè)備的除塵需要。但是靜電除塵器對(duì)于顆粒小于25M的超細(xì)顆粒物的脫除效率卻很低，出口飛灰的平均粒經(jīng)可達(dá)到幾個(gè)微米，即飛灰中大部分是可吸入顆粒物。所以，無(wú)法適應(yīng)國(guó)家新規(guī)定的要求。布袋除塵器是一種高效的除塵設(shè)備，對(duì)細(xì)顆粒物的脫除效率也相當(dāng)可觀，但是維護(hù)費(fèi)用相當(dāng)高，與我國(guó)的發(fā)展不相適應(yīng)。后者包括很多的技術(shù)，如為了減少硫酸鹽、氮酸鹽的技術(shù)，為了減少重金屬排放的技術(shù)和為了減少多環(huán)芳烴的技術(shù)。現(xiàn)有研究已經(jīng)表明煙氣脫硫方式對(duì)重金屬的化學(xué)形態(tài)和濃度都有影響。進(jìn)一步探明其影響機(jī)理，提出脫硫過(guò)程中控制重金屬的方法具有實(shí)用價(jià)值。由此可見(jiàn)，合理設(shè)計(jì)脫硫方法以控制重金屬排放，可以有效控制超細(xì)顆粒物的形成。從目前的研究方向上來(lái)看，第二類技術(shù)難度較大，需要從燃燒源或者燃燒方式上控制，故國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展較慢，距離工業(yè)應(yīng)用較遠(yuǎn)；相比較之下，第一類技術(shù)具有更大的可行性，也是目前研究較多的技術(shù)。對(duì)于第一類技術(shù)，又可以從兩個(gè)方面入手解決。一方面是升級(jí)除塵設(shè)備，提高設(shè)備對(duì)細(xì)顆粒物的捕集效率，從而減少超細(xì)顆粒物的排放量；另一方面是利用外場(chǎng)作用，使得小顆粒長(zhǎng)大為大顆?；蛐☆w粒發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，從而可以用傳統(tǒng)除塵設(shè)備將超細(xì)顆粒物除去。目前研究者主要把研究重點(diǎn)放在團(tuán)聚作用上面，通過(guò)一定的團(tuán)聚手段使細(xì)顆粒物長(zhǎng)大，再利用傳統(tǒng)除塵設(shè)備將其除去。現(xiàn)階段，超細(xì)顆粒物的團(tuán)聚技術(shù)主要有聲團(tuán)聚、電團(tuán)聚、磁團(tuán)聚、化學(xué)團(tuán)聚等。對(duì)比多種團(tuán)聚技術(shù)，聲波團(tuán)聚具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如聲源不需與高溫、腐蝕性煙氣發(fā)生直接接觸；對(duì)于聲波團(tuán)聚技術(shù)，國(guó)內(nèi)外研究的歷史悠久，對(duì)相關(guān)的機(jī)理已有一定的認(rèn)識(shí)。聲波團(tuán)聚是利用高強(qiáng)度聲場(chǎng)使氣溶膠中微米和亞微米顆粒團(tuán)聚的過(guò)程。聲波的作用效果在于引起顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并因此增加它們的碰撞速率，一旦顆粒發(fā)生了碰撞，它們便十分可能粘附而形成較大一級(jí)的團(tuán)聚物，下圖為細(xì)顆粒聲波團(tuán)聚的示意圖。圖5細(xì)顆粒聲波團(tuán)聚長(zhǎng)大示意圖從圖中可以看出，由于外加聲波的作用，大小顆粒之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致了顆粒的團(tuán)聚。所以，顆粒的粒徑分布將從小尺寸向大尺寸范圍遷移。團(tuán)聚后顆粒的平均粒徑變大，細(xì)顆粒的數(shù)目濃度變小。粒徑增大使得顆粒物更容易被除塵設(shè)備脫除，從而達(dá)到提高煙氣效率的效果。因此，聲波團(tuán)聚是一種預(yù)處理過(guò)程，通過(guò)聲波團(tuán)聚作用可提高整個(gè)系統(tǒng)的除塵效率。從目前相關(guān)研究者的研究成果來(lái)看，聲波團(tuán)聚之所以能引起顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)主要是因?yàn)樵诼暡ㄗ饔脮r(shí)，出現(xiàn)的顆粒隨聲波的夾帶運(yùn)動(dòng)（同向團(tuán)聚機(jī)理）、入射波的反射（交互反射和互相輻射壓力作用）以及顆粒附近的流場(chǎng)擾動(dòng)（聲波尾跡相互作用）等效應(yīng)。幾種作用同時(shí)存在，在其共同影響下，顆粒相互靠近并最終碰撞黏附在一起形成團(tuán)聚物。團(tuán)聚物和其他細(xì)顆粒繼續(xù)發(fā)生碰撞，團(tuán)聚的尺寸不斷增大，在很短時(shí)間內(nèi)顆粒的粒徑分布向較大粒徑的方向遷移，細(xì)顆粒的數(shù)目濃度降低。在顆粒相對(duì)運(yùn)動(dòng)和團(tuán)聚過(guò)程中，存在著聲場(chǎng)與顆粒、流體介質(zhì)與顆粒、顆粒與顆粒間的相互作用，而這些作用又相互耦合，這意味著顆粒的聲波團(tuán)聚過(guò)程十分復(fù)雜。一般認(rèn)為，聲波團(tuán)聚機(jī)理主要有同向團(tuán)聚作用、流體力學(xué)作用、聲輻射壓力作用、聲致湍流等，其中前兩者是主要的聲波團(tuán)聚機(jī)理。針對(duì)聲波團(tuán)聚技術(shù)，國(guó)內(nèi)外研究者已展開(kāi)了較深入的研究。主要的研究方法包括實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究。21實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀211國(guó)外聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展聲波團(tuán)聚的現(xiàn)象是于1866年被發(fā)現(xiàn)的，但直到1927年，物理學(xué)家RWWOOD10實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度聲波在介質(zhì)中的震動(dòng)性質(zhì)，由此才掀起了聲波團(tuán)聚的熱潮。1931年，HSPATTERSON和WCAWOOD11首次對(duì)聲波團(tuán)聚進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，利用壓電系統(tǒng)作為超聲波的供電源，研究了超聲波對(duì)氧化鎂煙氣的影響。該實(shí)驗(yàn)觀察到顆粒群的團(tuán)聚作用會(huì)形成較大的顆粒物。然而，由于聲波團(tuán)聚能耗較高，此后直到20世紀(jì)70年代中期這段時(shí)間內(nèi)，幾乎沒(méi)有聲波團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究。到70年代，由于對(duì)環(huán)境的要求提高，超細(xì)顆粒物帶來(lái)的環(huán)境污染引起廣泛關(guān)注，各國(guó)也提高了超細(xì)顆粒物的排放限值，致使聲波團(tuán)聚又進(jìn)入了研究熱潮。1975年，MICHAELVOLKJR和WILLIAMJMOROZ12利用0051M的炭黑氣溶膠顆粒，實(shí)驗(yàn)研究了聲團(tuán)聚在低聲壓級(jí)（100120DB）下團(tuán)聚顆粒的可行性。該作者利用分組實(shí)驗(yàn)研究了聲壓級(jí)、頻率、顆粒質(zhì)量濃度和停留時(shí)間對(duì)聲波團(tuán)聚的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增加質(zhì)量濃度、聲壓級(jí)和停留時(shí)間，都會(huì)增加團(tuán)聚顆粒的尺寸，最佳頻率為3KHZ。然而，該實(shí)驗(yàn)所需的接觸時(shí)間較長(zhǎng)（1050S，最佳接觸時(shí)間為40S），因此團(tuán)聚室的尺寸也必須足夠大，增加了占地面積和投資，不利用工業(yè)應(yīng)用。1979年，SHAW13等利用相關(guān)單分散氣溶膠研究了顆粒粒徑分布的變化規(guī)律，該實(shí)驗(yàn)采用了兩套聲源低頻電磁揚(yáng)聲器和高頻報(bào)警器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明流體力學(xué)作用對(duì)于粒徑大于05M的顆粒在10KHZ下的團(tuán)聚是很重要的。大顆粒的聲團(tuán)聚現(xiàn)象對(duì)頻率的變化不敏感，而同向團(tuán)聚作用主要依賴于聲源的頻率。1980年，KHCHOUETAL14等研究了行波作用下聲波導(dǎo)致的湍流和激波作用。該實(shí)驗(yàn)利用熱膜風(fēng)速計(jì)和FFT數(shù)據(jù)處理單元研究了聲場(chǎng)的頻率和強(qiáng)度的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聲壓級(jí)大于158DB時(shí)，出現(xiàn)湍流現(xiàn)象；大于160DB時(shí)，出現(xiàn)激波現(xiàn)象。1983年，CHENG15等研究了行波作用下、聲壓級(jí)位于145155DB、頻率位于600300HZ的聲場(chǎng)時(shí)，顆粒的團(tuán)聚效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)顆粒的質(zhì)量分布呈現(xiàn)雙峰分布，該結(jié)果與同向團(tuán)聚機(jī)理相一致。此外，作者還利用數(shù)值模擬的方法研究了聲壓級(jí)、頻率、顆粒粒徑以及質(zhì)量濃度對(duì)團(tuán)聚的影響。1987年，RAJIVTIWARY和GERHARDREETHOF16采用聲壓級(jí)為140160DB、頻率為23KHZ的聲場(chǎng)，對(duì)燃煤飛灰氣溶膠（濃度130G/M3，平均粒徑5M）進(jìn)行預(yù)處理。建立了忽略重力沉降、布朗運(yùn)動(dòng)、湍流團(tuán)聚作用的團(tuán)聚模型，最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型的預(yù)測(cè)結(jié)果相一致。得到最佳操作參數(shù)為聲強(qiáng)范圍150160DB、頻率為L(zhǎng)2KHZ及輻射時(shí)間為24秒。1993年，TLHOFFMANNETAL17實(shí)驗(yàn)研究了頻率為44HZ、聲壓級(jí)在160DB的聲場(chǎng)中，同時(shí)添加了粒徑為88M的石灰石大顆粒的燃煤飛灰雙模團(tuán)聚現(xiàn)象。結(jié)果表明額外添加石灰石大顆粒，提高了聲波團(tuán)聚的效率。之后，HOFFMANN研究了在聲場(chǎng)中顆粒團(tuán)聚理論和實(shí)驗(yàn)研究，提出音叉團(tuán)聚（TURINGFORKAGGLOMERATION）和顆粒周圍流場(chǎng)不對(duì)稱效應(yīng)，在聲波尾流效應(yīng)基礎(chǔ)上，結(jié)合同向團(tuán)聚和聲波尾流效應(yīng)，提出了聲波團(tuán)聚核團(tuán)聚方程式。2000年HOFFMANN對(duì)比研究了低頻（44HZ）和高頻（10KHZ）聲場(chǎng)中顆粒的團(tuán)聚情況。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用低頻聲源時(shí)，2211M以下的顆粒經(jīng)過(guò)聲波團(tuán)聚長(zhǎng)大成為粒徑大于11M的顆粒，而且粒徑小于2M的顆粒質(zhì)量濃度降低50；利用聲壓級(jí)為140160DB的高頻聲源，當(dāng)停留時(shí)間為2S，粒徑在1M附近的顆粒濃度減少超過(guò)70。綜合比較在實(shí)際應(yīng)用中低頻聲源更有利于顆粒團(tuán)聚。1999年，JUANAGALLEGOJUAREZ18等建立了中試規(guī)模的試驗(yàn)臺(tái)，研究聲波團(tuán)聚減少燃煤煙氣中顆粒物含量的實(shí)驗(yàn)。該試驗(yàn)臺(tái)包括矩形截面的聲團(tuán)聚室，四個(gè)高壓高頻的大功率超聲波換能器（400W，1020KHZ）和靜電除塵器。實(shí)驗(yàn)所用的煙氣是由循環(huán)流化床燃燒器產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)聲波團(tuán)聚后，煙氣中的細(xì)顆粒物減少了40。2000年，ITZIARGONZALEZETAL19在行波場(chǎng)中研究了氣溶膠顆粒在聲波中的夾帶系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與BRANDTFREUNDHIEDEMANN方程所建立的夾帶系數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行了對(duì)比。本文用CCD高速攝像機(jī)可視化研究了粒徑79M的玻璃珠在20HZ35KHZ頻率范圍內(nèi)的振幅變化。該研究的大量測(cè)量結(jié)果有助于得出一個(gè)詳細(xì)的聲夾帶系數(shù)的表述。212國(guó)內(nèi)聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展國(guó)內(nèi)對(duì)于聲波團(tuán)聚技術(shù)的研究起步較晚，目前，國(guó)內(nèi)在聲波團(tuán)聚方面研究較深入的單位有浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、湖南大學(xué)、東南大學(xué)等。1995年，石油大學(xué)黃虹賓等20對(duì)冷態(tài)下聲波團(tuán)聚微粒的實(shí)驗(yàn)做了研究，試圖利用聲波團(tuán)聚技術(shù)提高旋風(fēng)分離器捕集微粒的效率。但是由于顆粒測(cè)量及穩(wěn)定聲源方面的困難，沒(méi)有得出有效的結(jié)果。2000年，北京理工大學(xué)劉淑艷等21研究在冷態(tài)實(shí)驗(yàn)條件下聲場(chǎng)中煤飛灰微粒團(tuán)聚后的緊固程度和分離效率，聲波團(tuán)聚方法加強(qiáng)了旋風(fēng)除塵裝置對(duì)燃煤飛灰的分離效率。該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在150DB的聲壓下，聲波作用后的微粒使得旋風(fēng)分離器的分離效率增加34，效果并不明顯。分析原因認(rèn)為團(tuán)聚顆粒形成的較大顆粒的緊固程度較差，在旋風(fēng)分離器中很容易破碎。2006年，徐鴻22建立了聲波團(tuán)聚飛灰顆粒實(shí)驗(yàn)裝置，在氣體流量為816M3/H，載塵量530G/M3，聲壓級(jí)120150DB，聲波頻率1KHZ10KHZ，停留時(shí)間35秒范圍內(nèi)，研究聲壓級(jí)、聲波頻率、停留時(shí)間、含塵煙氣濃度等參數(shù)對(duì)煤飛灰微粒聲波團(tuán)聚過(guò)程的影響。相對(duì)大顆粒而言，小顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象更明顯，最佳團(tuán)聚發(fā)生的頻率在29KHZ。2007年陳厚濤等23對(duì)燃煤超細(xì)顆粒物在低頻率高強(qiáng)度聲場(chǎng)下團(tuán)聚清楚效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)對(duì)聲場(chǎng)的理論分析，設(shè)計(jì)并建立了燃煤飛灰超細(xì)顆粒物聲波團(tuán)聚實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。研究發(fā)現(xiàn)，低頻率高強(qiáng)度聲場(chǎng)對(duì)亞微米及以下的顆粒物有較好的團(tuán)聚清除效果。低頻率下，隨著聲場(chǎng)強(qiáng)度的增大，清除效果也提高。2010年，張光學(xué)24從實(shí)驗(yàn)、團(tuán)聚機(jī)理以及數(shù)值模擬三個(gè)方面對(duì)聲波團(tuán)聚展開(kāi)研究工作。搭建試驗(yàn)臺(tái)架，采用燃煤飛灰作為實(shí)驗(yàn)顆粒，著重研究了各操作參數(shù)對(duì)聲波團(tuán)聚的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)低頻的團(tuán)聚效果要比高頻的好，最佳頻率為14KHZ17KHZ；聲壓級(jí)為147DB時(shí)，細(xì)顆粒物的顆粒數(shù)目濃度降低了70以上；隨著聲壓級(jí)、顆粒初始濃度及停留時(shí)間的增加，團(tuán)聚效果增強(qiáng)。213小結(jié)綜上所述，早期，前人通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)聲波團(tuán)聚的研究?jī)?nèi)容主要是選取一定范圍的聲壓級(jí)、頻率的聲場(chǎng)，然后制備一種亞微米級(jí)氣溶膠顆粒，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究特定范圍的聲場(chǎng)對(duì)氣溶膠顆粒團(tuán)聚的效果，分析聲壓級(jí)或頻率的變化對(duì)團(tuán)聚現(xiàn)象的影響，團(tuán)聚效果的表征也停留在定性的層面，最后找出最佳的團(tuán)聚條件，以指導(dǎo)工程應(yīng)用。近期，研究者們通常使用燃煤飛灰作為研究對(duì)象，或者是選幾種定向制備的氣溶膠顆粒作為對(duì)比，選定一定范圍聲壓級(jí)、頻率的聲場(chǎng)，同時(shí)，對(duì)其他影響因素也進(jìn)行了定量的控制，定量表征了各因素對(duì)團(tuán)聚效果的影響。通過(guò)分析研究者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著研究的深入，聲波團(tuán)聚的效果也在提高。對(duì)于效果較差的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析原因認(rèn)為是由于團(tuán)聚后的顆粒物的緊密程度不能承受旋風(fēng)分離器的離心作用，而發(fā)生破碎。目前對(duì)于聲波團(tuán)聚的實(shí)驗(yàn)研究雖然已有不少研究，但是該技術(shù)卻遠(yuǎn)未發(fā)展成熟，工業(yè)應(yīng)用尚有較大困難。實(shí)驗(yàn)研究主要存在以下問(wèn)題1聲波處理的停留時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則團(tuán)聚室體積過(guò)大，占地、投資及運(yùn)行費(fèi)用將增加，影響該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。2目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究采用的聲源都是固定頻率的聲源、無(wú)法調(diào)節(jié)頻率。由于團(tuán)聚室內(nèi)的環(huán)境惡劣，所以對(duì)聲源也提出了較高的要求，找到能在高溫高壓環(huán)境下穩(wěn)定工作的聲源也是亟待解決的問(wèn)題。3實(shí)驗(yàn)研究所用的顆粒與工業(yè)上排放的顆粒類型差異。張光學(xué)24總結(jié)了研究者所用的飛灰類型（如下表）。研究者氣溶膠聲波頻率停留時(shí)間FAHNOENACL,1M8005000HZ12SVOLK炭黑,011M16KHZ1250SRAJENDRAN氯化銨,052M055KHZ50130SPSL,0085MDOP,012MSHAWPSL,051M低頻,13KHZ高頻,1020KHZ240SCHENG氯化銨,016023M6003000HZ510S燃煤飛灰,110MHOFFMANN石灰石顆粒,88M44HZ1STIO2,1M乙二醇,0513MCAPERAN燃煤飛灰,16M21KHZ50300SGALLEGOJUAREZ燃煤飛灰,1M10KHZ，20KHZ23S劉淑艷燃煤飛灰,5M0525KHZ418S姚剛?cè)济猴w灰,3M13KHZ13S陳厚濤燃煤飛灰,0023305M1KHZ徐鴻燃煤飛灰,02200M15KHZ35S22數(shù)值模擬研究進(jìn)展與實(shí)驗(yàn)研究相比，數(shù)值模擬具有成本低、時(shí)間短、能夠模擬任何工況、不受實(shí)驗(yàn)條件限制等優(yōu)點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬成了幾乎所有課題的重要研究工具之一，聲波團(tuán)聚當(dāng)然也不例外。1994年，TEMKIN25使用的是均形式的氣溶膠聲團(tuán)聚方程組。引入的團(tuán)聚核函數(shù)時(shí)忽略了非線性因素和顆粒間作用。利用該模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)聲波頻率存在一個(gè)最佳值，且對(duì)于不同的粒徑分布最佳頻率值不同。最佳頻率值可由顆粒的松弛時(shí)間求得。本文的研究?jī)?nèi)容還包括對(duì)于特定氣溶膠粒徑分布的團(tuán)聚方程的數(shù)值積分運(yùn)算，研究了聲波作用下氣溶膠粒徑分布變化。1995年，GFUNCKE和AFROHN26利用數(shù)值模擬的方法研究了聲團(tuán)聚過(guò)程中各操作參數(shù)對(duì)團(tuán)聚效果的影響，主要涉及的操作參數(shù)為聲波頻率、聲壓級(jí)和顆粒尺寸。作者提出了描述團(tuán)聚過(guò)程的模型，該模型是基于LAGRANGRIAN方法的。顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡是由顆粒間的引力決定的。由于每個(gè)時(shí)間步的粒子的位置是已知的，所以檢測(cè)顆粒的碰撞也成為可能，從而可以估計(jì)團(tuán)聚系數(shù)。作者將團(tuán)聚系數(shù)與經(jīng)典BROWNIAN團(tuán)聚理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了比較。1996年，THOMASLHOFFMANN27提出了一種綜合了同向團(tuán)聚機(jī)理和流體力學(xué)作用的團(tuán)聚核函數(shù)來(lái)模擬聲波團(tuán)聚的過(guò)程。為確定再填充因素，定義了“外部”再填充體積，并將該團(tuán)聚核函數(shù)看作是經(jīng)典同向團(tuán)聚核函數(shù)的延伸。新的團(tuán)聚核函數(shù)就可以將各種形式的顆粒間的效應(yīng)添加進(jìn)同向團(tuán)聚機(jī)理中去。1999年，EZEKOYE28將兩個(gè)聲團(tuán)聚主要的機(jī)理增加到氣溶膠動(dòng)力學(xué)的區(qū)域算法中（MAEROS）。以往的文獻(xiàn)中沒(méi)有將各個(gè)機(jī)理在預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)的有效性進(jìn)行比較。本文列舉了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，為評(píng)估基本聲團(tuán)聚機(jī)理，作者從建模復(fù)雜性的角度討論了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，對(duì)所選的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，詳細(xì)比較了實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬的結(jié)果。模擬的結(jié)果顯示，在有限的實(shí)驗(yàn)研究中，聲團(tuán)聚的基本機(jī)理是適用的，但還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到完善。2003年，WIFRIESEN和TDABROS29利用常系數(shù)蒙特卡羅法模擬了顆粒團(tuán)聚和破碎過(guò)程。當(dāng)使用GILLESPIE的全局算法來(lái)選擇團(tuán)聚或破碎事件時(shí)，這種方法的效率會(huì)提高。當(dāng)每一步所包含的算法確定后，團(tuán)聚和破碎核函數(shù)的粒子數(shù)量平衡方程（PBES）就可以精確解出，因此數(shù)值模擬核函數(shù)是可行的。盡管這些核函數(shù)使凝結(jié)轉(zhuǎn)變量增多，模擬的結(jié)果與預(yù)測(cè)值負(fù)荷良好。這種情況下，接觸時(shí)間小于轉(zhuǎn)變時(shí)間TG時(shí)，模擬的結(jié)果較準(zhǔn)確；否則，會(huì)有偏差。2006年，SHENG30用等體積蒙特卡羅方法對(duì)聲波團(tuán)聚過(guò)程進(jìn)行數(shù)值建模，模型包含布朗團(tuán)聚、同向團(tuán)聚和流體力學(xué)作用機(jī)理。該方法是將等體積蒙特卡羅法和修正的GILLESPIE算法聯(lián)合，并已被證實(shí)可以模擬BROWNIAN團(tuán)聚。本文利用直接蒙特卡羅法（DSMC），證實(shí)了經(jīng)典的MEDNIKOV同向團(tuán)聚核函數(shù)、KONIG流體力學(xué)作用核函數(shù)及SONG的同向團(tuán)聚和流體力學(xué)作用模型的適用性。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)使用SONG的模型和聯(lián)合使用SONG和KONIG的模型在一些條件下得到了幾乎一致的結(jié)果，但適用的范圍有限。因此，該模型還需要進(jìn)一步完善，以便能更加精確的描述兩種或兩種以上機(jī)理。浙江大學(xué)熱能工程研究所張光學(xué)等33采用改進(jìn)的區(qū)域算法對(duì)燃煤飛灰聲波團(tuán)聚過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，以克服傳統(tǒng)區(qū)域算法精度低、氣溶膠總顆粒體積不易守恒等缺點(diǎn)。與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比表明，數(shù)值模擬結(jié)果基本上能夠較好地符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，僅在粒徑較大時(shí)由于大顆粒的重力沉降使數(shù)值模擬計(jì)算值略高于實(shí)驗(yàn)值。計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，頻率對(duì)聲波團(tuán)聚的影響很大。對(duì)于燃煤飛灰氣溶膠，最佳團(tuán)聚頻率為1400HZ左右。隨著氣溶膠停留時(shí)間的增加和聲壓級(jí)的增強(qiáng)，燃煤飛灰聲波團(tuán)聚效果變好221小結(jié)數(shù)值模擬研究方法的發(fā)展是隨著聲波團(tuán)聚機(jī)理的不斷完整而進(jìn)行的。機(jī)理的提出旨在解釋團(tuán)聚過(guò)程中的一些現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)解釋不通的現(xiàn)象時(shí)，就必須提出新的機(jī)理對(duì)其加以解釋。新的機(jī)理出現(xiàn)后，再對(duì)數(shù)值模擬方法進(jìn)行改進(jìn)，從而就可以更加精確地描述團(tuán)聚中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象，幫助人們更加清楚地認(rèn)識(shí)團(tuán)聚機(jī)理。由于團(tuán)聚機(jī)理的復(fù)雜性，在利用數(shù)值模擬方法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，首先要對(duì)真實(shí)的團(tuán)聚過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，僅考慮一些最重要的機(jī)理，而忽略次要因素，建立簡(jiǎn)化的模型。這樣既可以節(jié)省計(jì)算空間，又可以比較專一地研究主要機(jī)理，有助于深入理解該機(jī)理。簡(jiǎn)化模型建立之后，還要做一些必要的假設(shè)，這些假設(shè)是數(shù)值模擬能夠進(jìn)行的必要條件。假設(shè)的合理與否也直接影響數(shù)值計(jì)算結(jié)果的正確性。比如假設(shè)碰撞之后不發(fā)生破碎，顆粒粒徑初始分布規(guī)律等。經(jīng)過(guò)上述步驟之后，就基本建立了聲波團(tuán)聚的數(shù)值計(jì)算模型，之后的工作就是得到各個(gè)機(jī)理作用下的團(tuán)聚核函數(shù)，然后通過(guò)一定的疊加原則（如線性相加）得到總的團(tuán)聚核函數(shù)。最后再采用數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)團(tuán)聚過(guò)程中氣溶膠性質(zhì)（主要是顆粒數(shù)目和體積）的變化進(jìn)行數(shù)值求解。從上述研究者們做的工作中可以看出，數(shù)值計(jì)算方法主要有三種，分組法（離散法）、矩量法和蒙特卡羅法。三種方法中，分組法相對(duì)比較直觀、容易理解，張光學(xué)等33提出的改進(jìn)的分組法能達(dá)到較高的精度，且能保證顆?？傮w積守恒。但是分組法計(jì)算量較大，模擬起來(lái)耗時(shí)。3主要研究?jī)?nèi)容由于實(shí)驗(yàn)研究的諸多不足之處（見(jiàn)213），所以本研究主要采用數(shù)值模擬方法。此外，目前電廠脫硫系統(tǒng)會(huì)對(duì)煙氣中的顆粒物特性產(chǎn)生影響。國(guó)內(nèi)近年來(lái)也有研究者對(duì)這一影響進(jìn)行了研究。31脫硫后鍋爐煙氣細(xì)顆粒物的變化特性近年來(lái)，許多研究者通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，濕法煙氣脫硫?qū)煔庵屑?xì)顆粒物的濃度有一定影響。脫硫洗滌塔會(huì)脫除煙氣中一部分顆粒物，但是脫硫產(chǎn)物CASO4、MGSO4等會(huì)在脫硫后形成一部分新類型的顆粒物；除此之外，脫硫洗滌塔的洗滌作用還會(huì)影響細(xì)顆粒物的表面特性。王琿，宋薔等34通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了濕法脫硫系統(tǒng)對(duì)煙氣中細(xì)顆粒物的脫除作用，下圖為實(shí)驗(yàn)中采樣點(diǎn)的布置圖。圖6實(shí)驗(yàn)采樣點(diǎn)分布示意圖在WFGD系統(tǒng)入口處飛灰顆粒物呈典型的雙峰分布，峰值出現(xiàn)在1和3M處；經(jīng)過(guò)WFGD系統(tǒng)的噴淋洗滌后，煙氣中顆粒物的粒徑分布峰值向小粒徑方向遷移，且細(xì)顆粒成分明顯增加，中位徑由入口處3M減少到出口處的1M，質(zhì)量比WPM25/WPM10的值由入口的0434顯著增加到出口的0764；顏金培，楊林軍等35實(shí)驗(yàn)研究了氨法脫硫過(guò)程煙氣中細(xì)顆粒物的變化特性，下圖為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖。研究表明燃煤產(chǎn)生的細(xì)顆粒在ELPI可測(cè)范圍內(nèi)呈單峰分布，大多為亞微米級(jí)顆粒，平均粒徑為007M。氨法脫硫后煙氣中細(xì)顆粒的數(shù)濃度顯著增加，煙氣中細(xì)顆粒的平均粒徑也增大為009M；氨法脫硫過(guò)程中容易產(chǎn)生大量的氣溶膠顆粒，該氣溶膠顆粒主要分布于00804M。圖7試驗(yàn)系統(tǒng)圖接著36，該研究者又對(duì)濕法脫硫系統(tǒng)（WFGD）中細(xì)顆粒物的變化特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。WFGD系統(tǒng)對(duì)細(xì)顆粒脫除效率很低；氨法脫硫后WFGD出口顆粒數(shù)濃度明顯增加；此外，脫硫前后，細(xì)顆粒的形貌特征和元素組分都發(fā)生了變化。從上述研究中不難看出，電廠的脫硫系統(tǒng)使得煙氣中顆粒粒徑的分布以及表面元素的富集都發(fā)生了改變。脫硫之后，煙氣中超細(xì)顆粒物所占的比重明顯增加，而電廠通常將除塵系統(tǒng)放在脫硫之前，所以這些由于脫硫而增加的超細(xì)顆粒物就會(huì)排放到空氣中，如果不加以脫除，會(huì)帶來(lái)較大的污染。因此，本研究的研究對(duì)象就針對(duì)脫硫過(guò)程之后煙氣中的超細(xì)顆粒物。32聲團(tuán)聚室結(jié)構(gòu)優(yōu)化雖然目前國(guó)內(nèi)眾多研究者都對(duì)聲波團(tuán)聚技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，但對(duì)于聲團(tuán)聚室的設(shè)計(jì)優(yōu)化所做的工作還不夠。李曉明37，研究了常溫下燃煤飛灰顆粒在高頻聲場(chǎng)中的團(tuán)聚，研究中團(tuán)聚室是整個(gè)試驗(yàn)裝置的核心部分，如圖所示，團(tuán)聚室的主體采用不銹鋼無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)度為1500MM，外徑100MM，團(tuán)聚室內(nèi)壁刨光。頂部通過(guò)法蘭和聲波換能器緊密連接，可以發(fā)出高頻的超聲波，底部裝有反射板，通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲可以調(diào)節(jié)反射板的位置。團(tuán)聚室垂直放置，在團(tuán)聚室軸向設(shè)了3個(gè)聲壓測(cè)點(diǎn)。圖8團(tuán)聚室結(jié)構(gòu)示意圖徐鴻38，研究了聲波團(tuán)聚燃煤排放小顆粒的控制方法，搭建了聲波團(tuán)聚飛灰顆粒實(shí)驗(yàn)裝置，團(tuán)聚室由內(nèi)刨光不銹鋼管制成，團(tuán)聚室只在尺寸上發(fā)生了改變，而結(jié)構(gòu)上還是沿用上述的簡(jiǎn)單模型。除上述兩位研究者之外，其他研究者對(duì)于團(tuán)聚室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也大同小異。聲波團(tuán)聚顆粒物的根本是通過(guò)聲波的作用使煙氣中顆粒發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而發(fā)生互相碰撞而團(tuán)聚在一起。因此，對(duì)團(tuán)聚室加以改造，使得團(tuán)聚室內(nèi)發(fā)生更大尺度的湍流，顆粒間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)自然就增加，顆粒之間的碰撞的概率也會(huì)增加?；诖耍疚膶F(tuán)聚室的結(jié)構(gòu)優(yōu)化作為研究?jī)?nèi)容之一。評(píng)價(jià)的方法是利用FLUENT等商業(yè)軟件對(duì)團(tuán)聚室內(nèi)的流場(chǎng)分布進(jìn)行模擬，目的是找出最佳的團(tuán)聚室的結(jié)構(gòu)類型。33聲波團(tuán)聚數(shù)值模擬由于前人研究的對(duì)象是鍋爐直接排放出來(lái)的煙氣顆粒物，既除塵器之前的顆粒物。所以，之前的聲波團(tuán)聚相當(dāng)于是在除塵器之前，對(duì)超細(xì)顆粒物進(jìn)行預(yù)處理。由于本研究的研究對(duì)象是針對(duì)脫硫系統(tǒng)之后所產(chǎn)生的顆粒物，所以顆粒粒徑分布與前人研究有差別。因而，最佳團(tuán)聚頻率、聲壓級(jí)等操作因素也會(huì)因此改變。如前所述，脫硫之后的顆粒物的粒徑更細(xì)，危害更大，所以就很有必要研究聲波團(tuán)聚，找出針對(duì)脫硫后的顆粒物的最佳團(tuán)聚操作條件。本研究的重點(diǎn)內(nèi)容是對(duì)聲波團(tuán)聚顆粒過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，建立聲波團(tuán)聚模型。采用分組法或者蒙特卡羅數(shù)值計(jì)算方法對(duì)氣溶膠動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解，分析各操作參數(shù)對(duì)顆粒粒徑分布的影響。34小結(jié)綜上所述，本研究主要包括以下研究?jī)?nèi)容1對(duì)聲波團(tuán)聚室進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，利用FLUENT軟件對(duì)優(yōu)化后的團(tuán)聚室進(jìn)行流場(chǎng)分析。2利用程序編譯軟件實(shí)現(xiàn)聲波團(tuán)聚的數(shù)值模擬工作，將聲波團(tuán)聚的主要機(jī)理包括進(jìn)來(lái)（主要是同向團(tuán)聚作用和流體力學(xué)作用），模擬的對(duì)象是針對(duì)脫硫后所形成的細(xì)顆粒物，計(jì)算方法選擇蒙特卡羅法或分組法對(duì)氣溶膠動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解。4進(jìn)度安排時(shí)間安排工作安排預(yù)期目標(biāo)20137201381閱讀相關(guān)文獻(xiàn)2學(xué)習(xí)聲波團(tuán)聚機(jī)理3準(zhǔn)備開(kāi)題報(bào)告1對(duì)PM25凈化領(lǐng)域形成初步認(rèn)識(shí)2熟悉聲波團(tuán)聚機(jī)理（機(jī)理的提出、發(fā)展歷程等）3對(duì)以上內(nèi)容形成文獻(xiàn)綜述4完成開(kāi)題報(bào)告201392013101參考相關(guān)資料，詳細(xì)學(xué)習(xí)聲波團(tuán)聚機(jī)理2學(xué)習(xí)數(shù)值傳熱相關(guān)知識(shí)1嘗試建立聲波團(tuán)聚理論模型，為之后的程序編譯奠定基礎(chǔ)2熟悉并掌握各種離散方法、邊界條件的設(shè)定等問(wèn)題2013102013111學(xué)習(xí)編程軟件2對(duì)建立的聲波團(tuán)聚模型進(jìn)行編譯1掌握編程軟件的用法2將建立的聲波團(tuán)聚模型編譯成程序201312201321優(yōu)化聲團(tuán)聚室結(jié)構(gòu)2利用FLUENT等軟件對(duì)聲團(tuán)聚室進(jìn)行流場(chǎng)分析1建立有利于提高聲團(tuán)聚效果的團(tuán)聚室2完成流場(chǎng)的數(shù)值模擬工作20133201351完善數(shù)值模擬工作1完成所有模擬工作20136201371撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1完成畢業(yè)論文的撰寫2準(zhǔn)備畢業(yè)答辯2順利通過(guò)畢業(yè)答辯表2時(shí)間安排進(jìn)度表5參考文獻(xiàn)1鐘秦燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實(shí)例M北京化學(xué)工業(yè)出版社2中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部2010年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)R201213UNITEDSTATESENVIRONMENTALPROTECTIONAGENCYNATIONALAMBIENTAIRQUALITYSTANDARDSNAAQSEB/OL2013611201386HTTP/WWWEPAGOV/TTN/NAAQS/STANDARDS/PM/S_PM_HISTORYHTML4GB30952012,環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)S5楊林軍燃燒源細(xì)顆粒物污染控制技術(shù)M第一版北京化學(xué)工業(yè)出版社,201166NATIONALAERONAUTICSANDSPACEADMINISTRATION（NASA）NEWMAPOFFERSAGLOBALVIEWOFHEALTHSAPPINGAIRPOLLUTIONEB/OL2010920138HTTP/WWWNASAGOV/TOPICS/EARTH/FEATURES/HEALTHSAPPINGHTML7劉含笑燃煤超細(xì)顆粒物渦聚并數(shù)值模擬D華北電力大學(xué),20118CLARKE,LBANDLLSLOSS,TRACEELEMENTSEMISSIONSFROMCOALCOMBUSTIONANDGASIFICATION1992IEACOALRESEARCH9許世森細(xì)微塵粒的預(yù)團(tuán)聚對(duì)旋風(fēng)分離器高溫除塵性能影響的實(shí)驗(yàn)研究J動(dòng)力工程,19998,19430931310RWWOODTHEPHYSICALANDBIOLOGICALEFFECTSOFHIGHFREQUENCYSOUNDWAVESOFGREATINTENSITYJPHILOSOPHICALMAGAZINEANDJOURNALOFSCIENCE,19279,SEVENTHSERIESXXXVIII11WCAWOODHPAPHENOMENAINASOUNDINGTUBEJNATURE,1931,127320966712MICHAELVOLKJR,WILLIAMJMOROZSONICAGGLOMERATIONOFAEROSOLPARTICLESJWATER,AIR,ANDSOILPOLLUTION,1975,ISSUE3VOLUME531933413SHAWACOUSTICPARTICLEAGGLOMERATIONDUETOHYDRODYNAMICINTERACTIONBETWEENMONODISPERSEAEROSOLSJJOURNALOFAEROSOLSCIENCE,1979,0021850231732814KHCHOUETALACOUSTICALLYINDUCEDTURBULENCEANDSHOCKWAVESUNDERATRAVELINGWAVECONDITIONJTHEJOURNALOFTHEACOUSTICALSOCIETYOFAMERICA,1980,6681780178915CHENGORTHOKINETICAGGLOMERATIONINANINTENSEACOUSTICFIELDJJOURNALOFCOLLOIDANDINTERFACESCIENCE,1983,19117618716RAJIVTIWARYANDGERHARDREETHOFNUMERICALSIMULATIONOFACOUSTICAGGLOMERATIONANDEXPERIMENTALVERIFICATIONJJOURNALOFVIBRATION,ACOUSTICSSTRESSANDRELIABILITY,1986,210918519117HOFFMANNTLETALEXPERIMENTALANDNUMERICALANALYSISOFBIMODALACOUSTICAGGLOMERATIONJJOURNALOFVIBRATIONANDACOUSTICSTRANSACTIONSOFTHEASME,1993,311523224018JUANAGALLEGOJUAREZAPPLICATIONOFTHEACOUSTICAGGLOMERATIONTOREDUCEFINEPARTICLEEMISSIONSINCOALCOMBUSTIONPLANTSJENVIRONMENTALSCIENCETECHNOLOGY,1999,33213843384919ITZIARGONZALEZETALPRECISEMEASUREMENTSOFPARTICLEENTRAINMENTINASTANDINGWAVEACOUSTICFIELDBETWEEN20AND3500HZJJOURNALOFAEROSOLSCIENCE,2000,31121461146820黃宏賓等聲波團(tuán)聚微粒技術(shù)的進(jìn)展與分析J石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,1995,19612613121劉淑艷聲波團(tuán)聚煤飛灰微粒強(qiáng)化旋風(fēng)分離的試驗(yàn)研究英文JJOURNALOFBEIJINGINSTITUTEOFTECHNOLOGYENGLISHEDITION,2000,91616522徐鴻燃煤