[发明专利]一种用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法

权利要求书

1.一种用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立带电除尘器的全尺寸几何模型，模拟带电力作用的电压分布；

步骤2，将步骤1中所述的电压分布的二维/三维的结果以文件的形式导出，且输出为数据流；

步骤3，将所述数据流导入到CFD仿真软件中，得到整个除尘通道的电压值分布；

步骤4，通过编写程序将步骤3得到的电压值分布转换为电场力分布；

步骤5，计算全尺寸几何模型中粉尘粒子的受力情况，包括重力，曳力和电场力；重力G、曳力F_D和电场力F的计算方法分别如下：

式中，g_x为重力加速度，ρ_p为粉尘粒子密度，ρ为烟气密度；

式中，μ为烟气粘度，C_D为曳力系数，ρ_p为粉尘粒子密度，d_p为粉尘粒子粒径，R_e为相对雷诺数；

其中，

u_p为粉尘粒子速度，u为烟气速度，ρ为烟气密度，d_p为粉尘粒子粒径；

F＝q·E

式中，E为电场强度，q为粉尘粒子的荷电量；

步骤6，根据计算流体力学方法，根据粉尘粒子的数量和运动轨迹终结位置来计算带电除尘器的除尘效率。

2.根据权利要求1所述的用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，步骤1中，所述全尺寸几何模型为二维/三维模型，且所述全尺寸几何模型包含阳极线和阴极；将所述全尺寸几何模型划分网格，将网格文件导入电场模拟程序中，根据电晕放电公式计算出二维/三维空间中的电压分布。

3.根据权利要求2所述的用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，所述电晕放电公式考虑阴极线半径、阴极线的粗糙系数、带电除尘器结构和空气相对密度。

4.根据权利要求2所述的用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，步骤2中，将带电除尘器单个除尘通道内电压分布以固定的格式输出为一个数据流，输出格式为：网格X坐标，网格Y坐标，网格Z坐标，网格中心点电压值；通过所述数据流表征整个除尘通道内的电压分布。

5.根据权利要求4所述的用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，步骤3中，在CFD仿真软件中，划分与所述全尺寸几何模型相同的网格，导入所述数据流，在CFD仿真软件中将每个网格中心点的电压值表征出来，得到整个除尘通道的电压值分布。

6.根据权利要求1所述的用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，步骤4包括：

步骤4.1，将步骤3中的电压值分布作为CFD仿真软件中的标量值，通过求得所述标量值的梯度得到带电除尘器内电场强度E的分布；

步骤4.2，由电场强度E的分布转换为电场力的分布，其中电场力F的计算公式为：

F＝q·E

式中，E为电场强度，q为粉尘粒子的荷电量；

粉尘粒子的荷电量q按下式计算：

式中，ε₀为真空介电常数，d_p为粉尘粒子粒径，E为电场强度，ε_p为粉尘粒子的相对介电常数。

7.根据权利要求1所述的用于模拟带电除尘器除尘效率的计算方法，其特征在于，步骤6中：根据多相流/离散相模型，对粉尘粒子的边界条件进行设定，根据粉尘粒子的粒度分布对粉尘粒子直径进行输入；假设粒子运动到极板上就被捕集，运动轨迹结束；根据初始粉尘粒子总数和出口粉尘粒子总数，计算除尘效率，同时计算出不同粒径粉尘粒子的分级除尘效率。