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高压静电场中石灰浆射流荷电特性的实验研究(2)

人气指数: 发布时间:2014-03-18 16:02  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 牛刚
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  2.2 雾化角 在实验中可以直观地看到雾化角随电压的增大而逐渐增大。图3~图8即为雾化角随电压的变化情况。

  2.3 雾化粒径 同时,在实验中也对雾化效果,即雾化颗粒的大小也做初步的研究。图9~图13为变电压时各电压所对应的雾化颗粒的图像。

  2.4 实验分析

  2.4.1 雾化角分析 在上述实验装置及实验条件下,在不同的电极电压下进行了静电雾化实验。在电极电压较低时,液体以大液滴的形式滴下,随着电压的逐渐升高,液滴逐渐减小,下落的频率也逐渐加快,当电压达到一定值时,滴状模式将不能保持。根据实验观察,雾化过程会呈现出几种较为典型的雾化模式。这几种雾化模式特征可描述如下:

  滴状模式:当电极电压不大时,毛细管中液体以滴状形态落下。随着静电电压的增大,液滴大小逐渐减小,下落的频率也逐渐加快。电压增大到一定程度时,液滴在电场力作用下会被拉长,变为细长轴状。电压进一步增大,细长轴状会逐渐演变为锥射流。锥射流:当电压大于一定值时,液体在毛细管出口处形成锥状,即所谓的Taylor锥,射流从锥的顶端产生,在射流的端部由于外界扰动而破碎为小液滴。实验表明这种模式存在两种较为典型的类型。一种是液滴在射流端部破碎后基本沿轴向运动;而另一种类型为雾滴在射流端部形成一定锥角的伞状雾化区,并且随着电压的升高,射流段更短,雾化锥角越大。多股射流:在电压较高时,会出现2~6股射流,并且有时数股射流还会沿轴线旋转振荡扭。曲射流:电压较高时,有时射流会出现沿径向的振荡及扭曲,而振荡扭曲的频率随电压有增大的趋势。这种雾化模式只有在极小的工况范围内存在,并且极不稳定,很容易转换为多股射流。在确定的流体物性参数、确定的电极形式及毛细管直径等条件下,上述几种雾化模式的出现主要取决于电极电压及流体流量。

  2.4.2 颗粒分析 在不同的雾化模式下,雾滴大小及直径分别呈现出不同的特点。石灰浆滴荷电雾化后,平均粒径明显小于未荷电时的粒径,并随着荷电电压的增大而降低。在稳定锥射流模式下,雾滴平均直径较小,并且随着充电电压的升高,平均滴径有规律地下降。在该雾化模式下雾滴大小可便于通过充电电压来调节。随着电压的增加,雾滴的粒径不断的减小,而且雾滴的分布趋于均匀。

  同时,粒径随荷质比的增大也有着明显的变化。荷质比增大后,平均粒径明显小于未荷电时,并随荷质比的增大而降低。这与粒径和电压的关系表现出相似的规律。随着荷质比的增大,雾滴的粒径不断的减小,而且雾滴的分布趋于均匀。

  3 结论

  3.1 实验结论 ①对毛细管-环电极配置的静电雾化的雾化模式进行的实验研究,结果表明:在不同的电极电压下,流体雾化会呈现出滴状、锥射流、多股射流等几种较为典型的雾化模式。本文给出了几种典型雾化模式的特征描述,并获得了Ca(OH)2饱和溶液的雾化模式在不同电极电压下的分布图。②雾滴荷质比是随负荷电压的增加而增大的。同时电压的增加也影响了雾化角的变化。雾化角从滴状模式到锥射流,再到多股射流,最后到曲射流有明显的增大。③静电效应的引入,很好地改善了石灰浆雾滴的粒径分布。荷电后,石灰浆雾滴的平均粒径明显小于未荷电时的粒径,并随着荷电电压的增大而降低。随着电压的增加,雾滴的粒径不断的减小,而且雾滴的分布趋于均匀。

  3.2 意见及建议 随着人们环境意识的提高和法制观念的增强,排烟脱硫技术已逐步被重视,世界各国都在积极研究开发脱硫新技术(如:利用增压流化床技术、静电技术等)。因此,我们应该加强脱硫技术的开发和应用,选择既经济又实用的脱硫技术,充分降低SO2排放量,保护我们生存的环境。另外,液体的电导率对于静电喷雾的充电效果和雾化质量有较大影响。可以考虑改变液体电导率,例如在溶液中加入NaCl,从而达到提高雾化质量的目的。

  在实验中,也要注意对湿度的控制。因为在湿度较大时,特别当在高电压,大流量时,电极与喷嘴之间易发生放电,限制了在更高电压下的实验(本次实验中能达到的最高电压为22kV)。

  参考文献:

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