板式电除尘器中粒子谱变化的矩量法估计亢燕铭，殷璐，李娟（东华大学环境科学与工程学院，上海201620）的连续分布情况，计算了粒子谱分布随除尘通道长度和板距变化的情况。结果指出，小粒子和大粒子在通道前端即得到捕集；通道中的粒子谱将-直保持进口处的分布形态。模拟结果还发现，除尘通道增加到-定长度后，分级效率将逐渐稳定；而无论板间距如何变化粒子捕集效率和通道中粒子谱的演化方式都基本上不会发生改变。

　　电除尘器是大气污染控制领域、特别是燃煤电站和建材等行业中使用的主要除尘设备之一。相对于其他除尘装置，电除尘器能在较宽的温度范围内处理大烟气量，并可以获得较高的净化效率。但怎样通过电除尘器的几何参数、粒子谱特征和运行参数来预测电除尘器的性能，则一直是研究和设计者关心的重要问题21.例如，对于多分散粒子效率的预测，目前已有的研究多为来自小型实验的结果先从通道内粒子质量守恒方程出发，在导得粒子有效迁移速度后，也借用矩量法讨论了粒子尺寸、空间电荷和通道长度对粒子捕集的影响。

　　本文以线一板式电除尘器通道为例，考虑气流中实际气溶胶粒子谱分布特点（对数正态分布），在引入矩量法并对其表述略加规范后，分析粒子谱沿着电除尘器气流运动方向的衰变情况，以讨论粒子谱分布、通道参数和板间距等各因素对电除尘器捕集效率的影响。

　　1数学物理模型背景1.1荷电粒子动力学方程为方便讨论，假定随气流进入除尘通道的气溶胶粒子已在典型荷电机制的作用下充分荷电。此外，为求解计算方便、简明，先对问题作如下规定：除尘通道中的气流是充分发展湍流、收尘极为纯粒子汇（即可以忽略返混对效率的影响）电风作用可以忽略，且捕集场为均匀电场，作为稀疏相，粒子的空间电荷效应亦忽略不计；气溶胶粒子均为球形颗粒，在除尘通道中具有恒定的电迁移速度；粒子的湍流扩散系数与流体湍流扩散系数量级相当，且湍流扩散系数与粒子大小无关。

　　由假设3），可以忽略Brown扩散效应，且通道中没有粒子的破裂和凝并过程发生；同时，考虑到通道的对称性，忽略端部效应的影响。这样，可以将问题简化为二维来处理。是求解考虑的单区线一板式电除尘器结构及物理模型简图，求解过程中必要的物理量已在图中示出。

　　y电晕极Ho收尘极<电晕极收尘极线板式电除尘器结构与求解区域r十参）范围内的粒子数。这里r0），令为一小量。Dx和Dy仍分别为气流水平方向和垂直方向上的粒子扩散系数，m2/s；u为气流流速，荷电多分散粒子在单区线一板式电除尘通道中的输运方程可写成如下形式为计算简便，这里取气流平均速度Ua，单位m/sw为粒子的电撄移速度，单位m/s.边界条件为由于方程（1）一（5）表示了沿流动方向n（x，yr）的变化，若忽略近壁面边界层的厚度，并假设粒子扩散行为具有各向同性（即Dx=D>.），Cooperman经过繁琐的推导，得到上述方程的1个解为Cooperman的解表明，除尘通道中粒子谱的变化与流动方向坐标x有关。于是，不同x下荷电粒子的除尘效率可表示为1.2粒子荷电量及迁移速度采用已有的处理方法ne0Ea；a为平均场强，单位V/m；为离子平均自由程，单位"m.这样，粒子迁移速度可表示为粘性系数，单位kg/粒径分布（亦称频率密度分布）是指不同粒径范围内的粒子的个数（或质量或表面积）占全部粒径范围的比例（即质量分数或数目分数）研究和实践都指出1.3荷电气溶胶粒子谱分布为几何标准偏差，表示了粒径范围关于粒子几何平均半径的分散情况。

　　因此，对于本文讨论的问题，在r±d范围内的粒子个数为从以上分析可知，只要求出总粒子数浓度沿着除尘器管道的变化，同时计算出粒子几何平均半径和几何标准偏差值，就可以得到各粒径的粒子浓度分布情况，并获得粒子捕集和谱变化的信息。

　　2矩量法与多分散粒子在电除尘器中的运动矩量法是求解积分方程的一种常用方法，它利用未知场的积分方程来计算给定媒质中的场分布t10-11.矩量法的翻想厉知函数用1组已知函数数麻经过离散化把积分方程转换成趣性方程，从而使非线性问题可解。

　　半径为r（实际为r±Sr范围内）的粒子在位置x处时的k阶矩量可定义为于是，除尘器进口处有把粒径分布表达的微分方程。求解条件为在除尘器入口处x=何标准偏差。

　　用四阶Runge-Kutta方法，结合边界条件（19）至（21）依次求解q（i=1，2，3，4）后，可以解出M（x），M1（x）和M2（x）；利用矩量表示得到rs（x）和as（x）后，便可以解得/（r）和n（x，r）。

　　3结果与分析bookmark10为便于同已有研究结果对比，本文模拟过程中所需的基本参数采用与已有相同的实验条件。其3.1粒径分布对粒子捕集情况的影响bookmark11黎在时静电除尘器M北京：冶金工业出版社，1993.（责任编辑：孟素兰）