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研究生:莊崇賢
研究生(外文):Chung-Hsien Chuang
論文名稱:操作電壓對靜電集塵器於微粒收集去除影響
論文名稱(外文):Operating voltage explore the ESP in the removal of particle
指導教授:李嘉塗李嘉塗引用關係
指導教授(外文):Jia-Twu Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:環境工程與科學系所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:靜電集塵器CFD粒狀汙染物壓力速度操作電壓電流
外文關鍵詞:ESPCFDparticulate pollutantspressurevelocityOperating voltagecurrent
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本研究以CFD商業套裝軟體對靜電集塵器電極板其氣流流場分布狀態進行速度與壓力分析,並以長、寬、高各1m、內部電極板長寬約0.8m,根據靜電集塵器參數條件,以3種氣流速度進行模擬數值模擬與分析。初步結果顯示,三者壓力值以最大風速值壓力呈現最大,但壓力遞減速度與另外兩種風速相較下,遞減速度亦較快。而在速度上,氣流通過正極接地集塵板距離短,此三種不同風速從入口端至出口端幾乎沒有太大改變量。
另外為測試最佳收集效果,另關鍵於操作電壓值與流速大小。本研究初步探討六種圓球粒徑大小粒子運動度、粒子帶電荷數,以外徑1.5英吋、內徑0.05英吋管柱電極管於不同操作電壓探討軸心線帶電情況,得知最大電場強度,並對不同操做電壓值估算其電流值,之後將六種粒徑大小探討每立方公分於六種不同電壓操作下可攜帶飽和電荷,並計算其顆粒帶電所可飄移速度,最後再利用長5英吋考慮六種操作電壓下及流量0.5ft3/min參數條件下探討收集效率。研究結果顯示,當操作電壓值越高、氣流流量越小且所收集到顆粒粒徑越大情況下,則越符合靜電集塵器收集效率指標。

CFD business software in this study on flow field of electrostatic dust collection electrode plate air flow velocity and pressure distribution analysis, and the long, wide, high internal electrode plate length 1M, width of 0.8M. Based on the electrostatic dust collector parameters, with 3 kinds of numerical simulation and analysis of simulation of airflow rate. Preliminary results show that three pressure values with a maximum wind speed values present the most pressure, but pressure under the rate of decline compared with those of two other kinds of wind speed, descending speed is faster. On the speed, airflow through the anode grounding dust collection plate distance is short, this three different wind speed from the inlet to the outlet port is almost not much variation.
Another is exam optimal collect efficiency, operating voltage value and velocity of flow is key point. This research is preliminary investigated for six kinds of particle of particle velocity and particle electrified discharge, use outside diameter 1.5 inches and diameter 0.05 inches column electrode tube in different operating voltage to investigate axis line electrified situation to know maximum electric field intensity, also estimates on different operating voltage to be directed against, and then use six kinds of particle of particle of operating voltage to investigate which is can portability saturated electric discharge, also calculate grain electrified drift velocity, last use five inches to consider six kind of operating voltage and flow is equal to 0.5ft3/min to
investigate collect efficiency. This research result show when operating voltage is become higher and airflow volume is become lower also collect grain is become bigger, so this index is ESP collect efficiency will be confirmed.

目 錄
摘 要 I
Abstract II
謝 誌 IV
目 錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 X

第1章 前言 1
1.1 研究動機 1
1.1 研究目的 4
第2章 文獻回顧 5
2.1何謂靜電集塵器 5
2.2 靜電集塵器理論 5
2.2.1電暈放電 6
2.2.2微粒充電機制 7
2.2.3 微粒在收集板上放電 10
2.2.4 將微粒自電極板上敲落 10
2.2.5 粉塵餅比電阻係數 11
2.2.6 收集比面積 13
2.2.7 靜電集塵器電力分隔區 13
2.2.8 靜電集塵器集塵效率 14
2.3 靜電集塵器本體與主要構造 15
2.3.1 集塵器本體 15
2.3.2放電電極線 16
2.3.3集塵板(電極) 16
2.3.4 敲擊器系統 16
2.3.5礙子室 17
2.3.6均流板 17
2.4 靜電集塵器種類 17
2.4.1濕式與乾式 18
2.4.2 單皆與雙皆 18
2.4.3平板與圓筒 18
2.4.4水平或垂直 18
2.4.5 依放電電極性與種類類 19
2.5 靜電集塵器操作注意事項 19
2.5.1 操作注意項目 19
2.5.2 試車前檢查 20
2.6 靜電集塵器維護、功能查核與故障緊急應變整備 23
2.6.1 放電電極 23
2.6.2 極板變形、腐蝕與積灰 24
2.6.3 支承礙子積灰、潮濕或龜裂 24
2.6.4 敲震裝置失效或操作不當 25
2.6.5 灰斗內積塵過多 26
2.6.6 積體外部與保溫維護 26
2.6.7 維護門 26
2.6.8 腐蝕 26
2.6.9 平行校正 26
第3章 研究材料與方法 27
3.1Gambit軟體相關說明 30
3.1.1網格型式 30
3.1.2數值分析概說 32
3.1.2.1 有限差分法述 33
3.1.2.2 有限體積法述 33
3.1.2.3 有限元素法述 33
3.2 Fluent 軟體 34
3.2.1 統域方程式 35
3.2.2 Fluent 可大致解決工程題 39
3.2.3 基本假設 39
3.3 基本邊界條件概說 40
3.3.1網格模型 41
3.3.2格點系統設定概述 41
3.3.3邊界條件 42
3.3.4 Fluent介面操作與參數操作設定 44
3.4 求解器與離散化 47
3.5 Tecplot 軟體簡述 48
第4章 研究結果與討論 49
4.1 每秒以0.6m/s流動速度以分析速度與壓力分布狀態 49
4.1 每秒以1.5m/s流動速度以分析速度與壓力分布狀態 50
4.1 每秒以2.4m/s流動速度以分析速度與壓力分布狀態 51
4.2 探討不同顆粒粒徑大小於帶電狀態下其運動速度 55
4.3 各種粒徑在相同濃度、停留時間點上電荷數數量 56
4.4 在六種不同操作電壓下所產生最大電場強度 57
4.5 探討有電暈現象且啟動電壓後估算其電流值 58
4.5 探討估算電流值後續電場強度數值 59
4.6 探討在加入粒徑後所增加電壓量 60
4.7 探討將粒子加入靜電集塵器內其電流與電場強度數值改變量 62
4.8 探討各粒徑於不同操作電壓下飄移速度關係 64
4.9 不同粒徑於不同操作電壓下其收集效率探討 65
第5章 結論與建議 68
5.1 模擬相對整體系統其計算速度與壓力值探討 68
5.2 不同微粒粒徑於不同操作電壓對於集塵器本身收集效率影響 69
5.3 建議事項 70
表目錄
表2-1典型飄移速率表(移動速率) 9
表3-1 近代計算流體力學發展 28
表4-1各種粒徑在不同操作電壓條件下所攜帶電荷數據 60
表4-2各粒徑在不同電壓條件操作下所增加電壓數據 61
表4-3未加入飛灰後與加入飛灰後電流值改變數據情 62
表4-4加入飛灰後電場強度改變量數據 63

圖目錄
圖 3-1 Gambit 2.4操作軟體 29
圖 3-2 Gambit 2.4操作軟體介面 29
圖 3-3 Gambit軟體中所劃分網格於Fluent軟體呈現數值之值 44
圖 3-4靜電集塵器整體相對示意圖 46
圖 3-5以0.6m/s所呈現壓力與速度分佈趨勢圖 52
圖 3-6以0.6m/s所呈現片狀壓力與速度向量分佈圖 52
圖 3-7以1.5m/s所呈現壓力與速度分佈趨勢圖 53
圖 3-8以1.5m/s所呈現片狀壓力與速度向量分佈圖 53
圖 3-9以2.4m/s所呈現壓力與速度分佈趨勢圖 54
圖 3-10以2.4m/s所呈現片狀壓力與速度向量分佈圖 54
圖 4-1各顆粒粒徑運動度 55
圖 4-2各粒徑所帶電荷數 56
圖 4-3最大電場強度 57
圖 4-4估算電暈現象電流值 58
圖 4-5電場強度數值 59
圖 4-6各種粒徑在不同操作電壓條件下所攜帶電荷值 60
圖 4-7各粒徑在不同電壓條件操作下所增加電壓值 61
圖 4-8未加入飛灰後與加入飛灰後電流值改變情況 62
圖 4-9加入飛灰後電場強度改變量值 63
圖 4-10粒徑於不同操作電壓下飄移速度關係 64
圖 4-11 0.5微米收集效率 65
圖 4-12 1微米收集效率 65
圖 4-13 1.5微米收集效率 66
圖 4-14 2微米收集效率 66
圖 4-15 2.5微米收集效率 67
圖 4-16 3微米收集效率 67

參考文獻
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