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燃煤电站排放的PM2.5给大气环境和人群健康带来严重威胁,控制燃煤电站PM2.5的排放已迫在眉睫。利用声场或蒸汽相变作用,促进PM2.5长大为粒径较大的颗粒,以提高常规除尘装置的效率,是控制PM2.5排放的重要预处理措施。然而,文献报道表明,欲达到理想的PM2.5脱除效果,采用声场或蒸汽相变单一机制作用均需要以高能耗为代价。为了在低能耗下有效提高PM2.5的长大效果,声场与蒸汽相变联合作用下PM2.5凝并技术应运而生。本文针对声场与蒸汽相变联合作用下PM2.5动力学开展研究,以期为PM2.5的低成本、高效脱除提供理论依据和方法指导。为揭示驻波声场中PM2.5的相互作用过程,综合考虑同向相互作用、重力、声尾流与互散射效应,建立驻波声场中颗粒相互作用的数学模型。将数值计算与实验得到的颗粒运动轨迹进行对比验证,二者吻合良好。在此基础上,对不同条件下PM2.5的相互作用过程进行了数值模拟。结果表明,声尾流效应是颗粒相互作用的主要机制;对于相同粒径的两颗粒,颗粒越靠近波腹,颗粒相互作用就越强烈、碰撞时间也越短;对于不同粒径的两颗粒,只有颗粒中心连线与声波传播方向的夹角在一定范围时才能发生碰撞。为探明过饱和蒸汽在PM2.5表面的核化特性,在Fletcher经典异质核化理论的基础上,考虑分子的表面扩散机制、线张力以及颗粒表面粗糙度的影响,建立PM2.5异质核化理论模型,开展数值模拟研究。与实验结果对比显示,该理论模型可以合理预测实验观测到的成核临界饱和度。研究发现,与蒸汽分子直接沉积相比,分子的表面扩散是晶核成长的主要机制;当线张力为正值时,随着颗粒表面粗糙度的增加,成核能垒与临界饱和度增大,当线张力为负值时,随着颗粒表面粗糙度增加,成核能垒与临界饱和度降低;添加润湿剂能够显著降低成核能垒与临界饱和度。研究还发现,过饱和蒸汽环境中,可能出现无热成核、异质成核和均质成核三种不同的核化特性;当接触角较大时,应通过添加润湿剂,以避免均质成核的发生,从而降低蒸汽相变促进PM2.5凝结增长过程的水耗。为考查PM2.5在蒸汽相变条件下的凝结增长特性,在异质核化理论模型基础上,结合凝结增长动力学理论,建立蒸汽相变条件下多分散不可溶PM2.5凝结增长理论模型。将数值计算得到的凝结增长后粒径分布与实验结果进行对比,二者吻合良好,进而探讨了操作参数对凝结增长效果的影响。结果表明,较高的初始饱和度和温度能够促使PM2.5成长为粒径更大的含尘液滴;随着停留时间的延长,发生凝结增长的颗粒数目增多;颗粒数目浓度越高,凝结增长后数目浓度峰值粒径越小,粒径分布越分散;颗粒初始分散度对凝结增长后的粒径分布的影响很小。为充分掌握声场与蒸汽相变联合作用下PM2.5凝并特性,考虑布朗扩散、同向和重力沉降、声尾流效应、互散射效应等重要颗粒相互作用机理,利用基于Monte Carlo方法声凝并模型,探讨声场单独作用下频率对PM2.5声凝并效果的影响。在此基础上,结合蒸汽相变条件下PM2.5凝结增长动力学模型,研究PM2.5先经蒸汽相变凝结,再经声场的联合作用下粒径分布演变特性。结果表明,在这种联合作用下,部分颗粒发生蒸汽相变凝结增长,增加了颗粒粒径之间的差异,从而增强了颗粒间相互作用;声场与蒸汽相变联合作用下（f=5 kHz、L=135 dB、S=1.12）的数目脱除效率相比于相同频率但较高声压级的声场单独作用下（f=5kHz、L=150 dB）的数目脱除效率,提高了7%。而且联合作用时,较好的颗粒润湿性、较高的初始饱和度和声场频率有利于颗粒的凝并。