專利名稱：促進顆粒聚合的方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用卡門渦街來操縱不同粒徑顆粒的運動軌跡，從而提高顆粒碰撞和 相互作用的可能性。 流體繞柱體的流動狀態(tài)極大地取決于流動雷諾數(shù)。雷諾數(shù)的定義為Re =——
其中Re——流動的雷諾數(shù)，無量綱；



U——來流速度，m/s ; d——柱體的當量直徑，m; v——流體的運動粘度，m7s。
當雷諾數(shù)從0. 1逐漸增加到大約2000時，流動處于層流狀態(tài)；而當雷諾數(shù)處于 2000至2X 105之間時，這時流動處于從層流向湍流的轉(zhuǎn)換區(qū)；當雷諾數(shù)大于2X 105時，流 體出現(xiàn)了分離，流動將變?yōu)橥牧鳌?卡門渦街的脫體頻率對顆粒聚合的效果有著重要作用，無量綱數(shù)——Strouhal數(shù) 可用于衡量卡門渦街脫體頻率，Strouhal數(shù)定義為
。wd S =——
其中S-Strouhal數(shù)，無量綱；



n——渦街脫體頻率，1/s ;
d-柱體當量直徑，m ;
U——來流速度，m/s。
研究表明對于單個圓柱體而言，在雷諾數(shù)小于500時，Strouhal數(shù)隨雷諾數(shù)增 加而增大，而在雷諾數(shù)處于500 6000范圍內(nèi)時，Strouhal數(shù)基本保持為常數(shù)，不再隨雷 諾數(shù)的變化而變花，該常數(shù)大約為0.21。在雷諾數(shù)處于6000 2乂105范圍內(nèi)(亞臨界)， Strouhal數(shù)略有減小，在更高的雷諾數(shù)下(Re = 3 X 105 3 X 106)，卡門渦街不再出現(xiàn)，而 當雷諾數(shù)進一步升高，達到3X106以上時，卡門渦街再次出現(xiàn)，此時的卡門渦街為湍流狀態(tài) 下的卡門渦街。 對于圓柱陣列，上述Strouhal數(shù)略有變化。 本發(fā)明的實施例中，卡門渦街發(fā)生裝置4采用的是圓柱陣列，垂直于煙氣流布置， 如圖2所示。 實施例中來流速度U = 12. 5m/s，擾流柱直徑d = 0. 219m，流體粘度v = 6X 10—5m2/ s，則Re = 1.05X 105。雖然此時流動處于層流與湍流的臨界區(qū)，但只要有微小擾動，流動就會變成湍流。由于本實施例流動區(qū)域中有大量擾動源，而且又含有大量顆粒物，因此，煙氣 的流動為湍流。故此時產(chǎn)生的卡門渦街為湍流狀態(tài)下的卡門渦街。 從增加凝聚效果來看，卡門渦街流經(jīng)混合區(qū)的時間越長(即聚合區(qū)越長)，細小顆 粒與大顆粒的碰撞機會就更多，凝聚效果會更好。但是，太長會增加阻力損失，也會增加設 備投資。但后排擾流柱到聚合器末端的長度至少達到脫體渦的一個周期長度1。
1與其它參數(shù)的關系如下 /= _ 其中d為擾流柱(卡門渦街發(fā)生裝置4中的柱體)的直徑，S為Strouhal數(shù)。實 驗表明，產(chǎn)生卡門渦街時，Strouhal數(shù)在0. 2 0. 27。作為近似，如取S = 0. 27，則1 " 4d。 因此，后排擾流柱到聚合器末端的長度需大于擾流柱直徑的4倍。本發(fā)明的實施例中，聚合 區(qū)的長度為1. 9m，同時滿足1. 4《T/d《3. 6，2. 2《L/d《3. 6。此時產(chǎn)生脫體渦直徑為 0. 4m，脫體渦頻率為13個/秒的卡門渦街，改變不同粒徑顆粒的運動軌跡，并使顆粒發(fā)生 碰撞、聚合。擾流柱后產(chǎn)生了一定規(guī)模、尺寸的卡門渦街，兩種不同粒徑的顆粒大量混合、碰 撞。 雖然本發(fā)明已通過參考優(yōu)選的實施例進行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術 人員應當了解，在權利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細節(jié)上的各種各樣變化。
權利要求
促進顆粒聚合的方法，其特征在于在流體流中產(chǎn)生卡門渦街，卡門渦街的尺寸為可使不同粒徑的顆粒以不同軌跡被吸入，發(fā)生聚合。
2. 如權利要求1所述的促進顆粒聚合的方法，其特征在于卡門渦街脫體渦軸線垂直 于流體流主運動方向。
3. 如權利要求1所述的促進顆粒聚合的方法，其特征在于所述卡門渦街由周期性的 脫體渦形成。
4. 促進顆粒聚合的裝置，設置在除塵器前端的煙道內(nèi)，其特征在于包括卡門渦街發(fā) 生裝置、固定裝置，所述固定裝置設置在煙道壁上，并與卡門渦街發(fā)生裝置連接。
5. 如權利要求4所述的促進顆粒聚合的裝置，其特征在于所述卡門渦街發(fā)生裝置包 括至少一排柱體陣列，每排柱體陣列中的柱體采用連桿連接在一起。
6. 如權利要求5所述的促進顆粒聚合的裝置，其特征在于所述卡門渦街發(fā)生裝置包括兩排柱體陣列，前排為n根柱體，后排為與前排交錯分布的n-l根柱體，所述導流板設在 后排柱體陣列的柱體中心連線上，所述n > 2。
7. 如權利要求5或6所述的促進顆粒聚合的裝置，其特征在于所述柱體陣列采用圓 柱陣列、角鋼陣列、邊緣鋒利葉片陣列中的至少一種。
8. 如權利要求7所述的促進顆粒聚合的裝置，其特征在于還包括連接件，所述卡門渦 街發(fā)生裝置通過連接件與固定裝置相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種促進顆粒聚合的方法，在流體流中產(chǎn)生卡門渦街，卡門渦街的尺寸為可使不同粒徑的顆粒以不同軌跡被吸入，發(fā)生聚合。還公開了一種促進顆粒聚合的裝置，設置在除塵器前端的煙道內(nèi)，包括卡門渦街發(fā)生裝置、固定裝置，所述固定裝置設置在煙道壁上，并與卡門渦街發(fā)生裝置連接。本發(fā)明通過產(chǎn)生卡門渦街，促使流體中顆粒有效聚合，提高了顆粒的混合凝聚效果，有效降低后續(xù)電除塵器的細微粉塵排放量，且結構簡單，成本低。本發(fā)明可使后續(xù)電除塵器的細微粉塵排放質(zhì)量濃度減少30％～60％，阻光度降低50％～80％，PM2.5排放減少70％～90％。單臺聚合器氣體通過阻力不大于200Pa。
文檔編號B01D51/02GK101780361SQ20101003952
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月5日 優(yōu)先權日2010年1月5日
發(fā)明者余順利, 梁丁宏, 酈建國, 郭峰 申請人:浙江菲達環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>