文章编号:1009-6094(2023)06-1944-08磁电耦合下喷嘴雾化特性及降尘效率研究∗荆德吉1,2,于涛1,2,张天1,2,任帅帅1,2,马明星1,2,马纪闯1,2(1辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁阜新123000;2矿山热动力灾害与防治教育部重点试验室(辽宁工程技术大学),辽宁阜新123000)摘要:为了探究磁电耦合作用下喷雾的降尘效果,对雾滴施加不同磁场强度与荷电电压进行交叉试验,测得未磁化未荷电、仅磁化作用、仅荷电作用及磁电耦合作用4种工况条件下的雾滴表面张力最小值,构建基于KH液滴破碎模型及湍流κε模型的雾滴粒子场模型,利用COMSOL软件对以上4种工况条件下的雾滴粒子运动轨迹进行数值模拟,得到各工况条件下雾滴粒子的速度分布及粒径分布情况。结果表明:磁电耦合作用下的喷雾具有最佳雾滴粒子场,有99.5%的雾滴粒子粒径小于45μm,其中超过92%的雾滴粒子粒径小于10μm;通过雾化降尘试验对以上4种工况条件下的降尘效率进行测定,得到磁电耦合作用下喷雾对全尘的降尘效率为97.84%,对呼尘的降尘效率为95.82%。关键词:安全卫生工程技术;雾滴;磁电耦合;粒径;降尘效率中图分类号:X513文献标志码:ADOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2021.2324∗收稿日期:20220106作者简介:荆德吉,教授,博士,从事粉尘防治理论与技术研究,jingdeji@sina.com。基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(51704146);辽宁省自然科学基金项目(2020MS304)0引言粉尘污染问题是影响职业健康和安全生产的关键因素[13],现阶段针对降尘应用最为广泛的是湿式除尘技术,但由于部分粉尘高疏水性的特点,普通的水雾很难对其进行捕捉,粉尘污染仍未得到很好的抑制[46]。目前,在改善水雾润湿性方面运用最多的是水磁化技术和水雾荷电技术[79]。1997年,颜士华等[10]提出了磁化水可以改变水的表面张力,进而改善水雾与尘粒的接触和凝并条件这一新理论。2014年,陈梅岭等[11]首先对新型磁水器进行了试验和测定,并得出磁感应强度为170mT、水压为2MPa时,降尘效果最佳,比非磁化水的降尘率高16.36%。Gaunt等[12]通过试验发现,带电喷雾使小颗粒(<2.0μm)的浓度降低了73%,而同等的不带电喷雾仅降低了59%。夏伟[13]基于扩散荷电效应解释了尘雾体间的静电吸引问题,并构建了尘粒绕雾滴运动的数学模型。许荣斌[14]研究发现,荷电液滴增加了颗粒物间的碰撞凝并,从而提高捕集效率。上述研究均是在磁化后或荷电后单方面改变水的理化性质(主要是表面张力),但单纯的磁化或荷电改变水表面张力的能力是有限的。为了探究磁化与荷电双重作...
