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PIV在电站锅炉电除尘器气流分布模型实验中的应用研究

作　者: 吴畅毅
导　师: 李向阳
学　校: 南华大学
专　业: 供热供燃气通风及空调工程
关键词: 模型实验电除尘器气流分布 PIV 相似准则
分类号: TK223.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 115次
引　用: 2次
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内容摘要

气流分布模拟试验是实现电除尘器内气流均匀分布的一种行之有效的方法。用模拟试验结果指导工业电除尘器的设计，无论在经济上时间上和工作条件上都比在工业电除尘器上直接进行试验和调整要优越得多，因此这种方法被国内外广泛采用。由于电除尘器内部流场的复杂性，这一问题还无法从理论上来求解，而各种公式其精度和使用范围都不令人满意，计算流体力学(CFD)在流动条件复杂的情况下不易取得较好的解。借助相似理论，利用模型实验对电除尘器内气流流动动情况进行预测，是最为可靠的方法。目前测量仪器只能对流场的一些点进行测量，很难提供流场整体方面的信息，而这些信息正是研究电除尘器内气流组织所急需的。 PIV(Particle Image Velocimetry)的出现使得人们第一次能够对流场的速度分布进行一次全场测量，而且具有很高的精度。本文成功地将PIV应用于电除尘器内气流组织的模型实验中，得到了一些有意义的数据，获得了满意的结果。本文主要的工作体现及创新点在： (1)运用相似理论，自建电除尘器性能模拟实验台，并利用清水代替烟气做电除尘器内气流流动的模拟实验； (2)通过具体的实验介绍了PIV的使用方法，并利用PIV技术对三种工况下电除尘器内流场进行测量，得到了电除尘器内部详细的流动状况，为研究电除尘器内部流场提供了一种技术手段，为电除尘器的除尘效率分析以及气流分布装置提供一定的实验依据； (3)分析了圆孔型气流均布板的缺陷，自制方型孔的气流均布板应用于实验，PIV测量结果显示有利于气流的均匀分布，获得了满意的效果。

全文目录

摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
主要符号表  10-13
第1章绪论  13-31
  1.1 研究的背景及意义  13-15
  1.2 电除尘器性能的主要影响因素  15-19
    1.2.1 粉尘特性的影响  15-17
    1.2.2 烟气性质的影响  17
    1.2.3 结构因素的影响  17-18
    1.2.4 操作因素的影响  18-19
  1.3 电除尘器气流分布对除尘效率的影响  19-20
  1.4 电除尘器气流分布技术的研究进展  20-30
    1.4.1 电除尘器中电流体场的研究  21-23
    1.4.2 气流分布状态与电除尘器收尘效率的关系及分布板的研究  23-25
    1.4.3 气流分布试验模型研制  25-27
    1.4.4 斜气流技术(SGFT)  27-30
  1.5 本文的研究内容  30-31
第2章激光粒子图像速度场仪的原理及应用  31-45
  2.1 激光粒子图像测速技术产生的技术及历史背景  32-35
    2.1.1 激光粒图像测速技术产生的历史背景  32-33
    2.1.2 激光粒子图像测速技术产生的技术背景  33-35
  2.2 激光粒子图像测速技术原理及系统的基本构成  35-39
    2.2.1 激光粒子图像测速技术原理  35-36
    2.2.2 激光粒子图像测速技术系统的基本构成  36-39
    2.2.3 PIV在流体实验中的应用情况  39
  2.3 本实验所用的PIV介绍  39-42
    2.3.1 双脉冲YAG激光器和光学镜头  40
    2.3.2 激光脉冲同步器  40-41
    2.3.3 CCD相机  41
    2.3.4 计算机及相关软件  41-42
  2.4 实验中存在的的难题及处理方法  42-43
    2.4.1 示踪粒子的加入方法  42
    2.4.2 模型壁面条件  42-43
    2.4.3 激光器与CCD相机的布置和调节  43
  2.5 本章小结  43-45
第3章模型实验的原理  45-57
  3.1 模型实验的起源及历史背景  45-46
  3.2 模型实验的意义及分类  46-48
    3.2.1 模型实验的意义  46-47
    3.2.2 模型实验的分类  47-48
  3.3 相似三定理  48-52
    3.3.1 相似第一定理  48-50
    3.3.2 相似第二定理  50-51
    3.3.3 相似第三定理  51-52
  3.4 相似准则的导出方法  52-56
    3.4.1 定律分析法  53
    3.4.2 量纲分析法  53-55
    3.4.3 方程分析法  55-56
  3.5 本章小结  56-57
第4章实验系统及实验过程  57-65
  4.1 研究对象情况介绍  57
  4.2 实验系统  57-62
    4.2.1 电除尘器模拟系统  58-60
    4.2.2 PIV测量系统  60-62
  4.3 实验过程  62-64
    4.3.1 实验步骤  62
    4.3.2 水流速度的确定  62
    4.3.3 实验参数的确定  62-64
  4.4 本章小结  64-65
第5章实验结果及误差分析  65-73
  5.1 实验结果及分析  65-71
  5.2 实验误差分析  71-72
  5.3 本章小结  72-73
第6章结论与展望  73-75
  6.1 结论  73
  6.2 展望  73-75
参考文献  75-79
攻硕期间发表的论文  79-80
致谢  80

PIV在电站锅炉电除尘器气流分布模型实验中的应用研究

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