自1970年代起,随着人们对环境保护的日益重视,电除尘技术在我国得到了越来越广泛的应用。电除尘器的结构不同,其内部电场和流场的分布情况亦不相同,最终导致除尘效率的不同。本文通过理论分析和数值模拟结合的方法,讨论了三种典型廓线下,板式电除尘器内的电气分布特性和气体流动情况。 本文用数值计算方法分析了电除尘器内电晕放电时,纯净气体条件下空间电荷密度和V-I特性,采用有限差分技术求解了电场控制方程和电流连续性方程,所得的模拟结果与已有的实验数据具有很好的一致性,从而证明模拟结果的可靠性。本文采用了七个评价指标对三种结构电除尘器内电气分布的模拟结果进行了理论分析与比较,结果表明,在基本尺寸及影响参数相同的情况下,达到同样的板面平均电流密度,这三种电除尘器所需要的外加电压基本相同。其中,平板型电除尘器收尘极板表面存在场强和电流弱区,且处理高比电阻的尘粒时容易发生反电晕;波形板电除尘器板面电流密度分布非常均匀,且在收尘区内近板电场强度大,但场强在板面分布的极不均匀,这可能导致火花电压的降低,从而大大减小运行电压的选择范围;在三电极电除尘器内,由于收尘区与荷电区的分离,限制了反电晕的发生,且板面电场强度和电流密度都分布得非常均匀,这将有效地提高运行电压的选择范围。结果说明,三电极电除尘器内的电气分布特性明显优于平板和波形板电除尘器。 流场的计算结果表明,在电除尘器内,电风对气体流动的影响是不可忽略的。电风对气流的干扰程度与主流平均速度及外加电压有关。主流平均速度越大,电风对气体流动的影响将减弱;而外加电压越高,电风对流动的影响则越显著。三种结构下电除尘器内气体的流动情况表明,在三电极电除尘器内,当主流平均速度大于0.4m/s时,通道内的耦合流动对粒子的荷电与捕集并非不利,而同样电场风速下,其他两种板型内气体的流动状态对粒子的荷电与捕集肯定是不利的。 综合电场和流场的模拟结果,从电场的评价指标来看,波形板和三电极都具有较好的结构和电气优点,就流场而言,三电极内的流动情况对粒子捕集相对有利。因此,工业电除尘中,可根据实际情况来判断采用波形板和三电极结构,而平板型电除尘器在通常情况下不应该是适合推荐的结构。