超聲波除塵器的原理作用

1煤塵產(chǎn)生的原因及危害
　　本文側(cè)重對(duì)火力發(fā)電廠燃料場(chǎng)的煤塵污染問(wèn)題進(jìn)行研究。在火力發(fā)電廠主要的燃料是煤，煤在使用之前要經(jīng)過(guò)裝卸，除雜塊，破碎，篩分，稱重等過(guò)程，在這些過(guò)程中，煤與設(shè)備，煤塊之間碰撞，摩擦，沖擊，粉碎等會(huì)造成大量的煤塵污染，作為捕捉對(duì)象的煤塵，其粒度一般在0.01～100μm之間，100μm以上的煤粒由于重力作用很快降落，不是被捕捉的對(duì)象，10μm以上粒徑由于直徑較大也較易于分離。0.1～10μm之間的飄塵最易使人患吸肺病，同時(shí)增加設(shè)備磨損，降低設(shè)備使用壽命和精度，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的損失，并影響工作人員的身體健康，而利用超聲波技術(shù)能很有效的解決上述問(wèn)題。
　　2工作原理
　　煤塵微粒表面的電荷，在布朗運(yùn)動(dòng)和聲波的振動(dòng)以及磁力作用下，可使塵粒相互撞擊而引起凝聚。超聲波除塵的工作原理也是利用了這一特性。超聲波除塵器就是利用聲波使塵粒凝聚成微粒團(tuán)，增加微粒的質(zhì)量，然后從氣體中分離出來(lái)從而凈化（我國(guó)空氣凈化器行業(yè)亟待規(guī)范）了空氣。
　　2.1篩分作用
　　煤塵氣流通過(guò)超聲波時(shí)，在超聲波作用下塵粒發(fā)生振動(dòng)，直徑較大的塵粒由于粒徑的增大而從氣流中篩分出來(lái)。
　　2.2慣性作用
　　含塵氣體在超聲波的作用下增大某些顆粒的慣性力，使其仍保持直線運(yùn)動(dòng)，撞到器壁上從而脫離氣流被分離出來(lái)。
　　2.3凝聚作用
　　應(yīng)用煤塵具有凝聚的特性來(lái)收集煤塵。在超聲波的作用下，塵粒發(fā)生共振，顆粒愈小則振幅愈大，相互結(jié)合，從而促進(jìn)顆粒的凝聚。凝聚起來(lái)的顆粒不太容易被氣流所掠取，因此就容易從流動(dòng)的氣體中分離出來(lái)。
　　2.4電磁力作用
　　在超聲波作用下煤塵顆粒互相摩擦，碰撞，沖擊會(huì)產(chǎn)生靜電與電磁力，從而影響塵粒在氣流中的穩(wěn)定性，在電磁力的作用下微粒間互相吸引成微粒團(tuán)，這樣會(huì)增大微粒的質(zhì)量，并且增大其離心力和慣性力，比較大的微粒團(tuán)受重力的作用自然脫離氣體下降，而小的微粒因受離心力和慣性力的作用撞到器壁上脫離氣流從而凈化了空氣。
　　3氣流運(yùn)動(dòng)的形式
　　分離器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是分離器圓筒和圓錐筒內(nèi)部氣流形式比較復(fù)雜，通過(guò)試驗(yàn)和測(cè)定，在分離器中氣體運(yùn)動(dòng)時(shí)其速度可分解為三維速度。
　　通過(guò)試驗(yàn)和測(cè)定得出如下結(jié)論：
　　切向速度對(duì)于粉塵顆粒的捕捉與分離起主導(dǎo)作用，使塵粒由里向外離心沉降，含塵氣體在切向速度的作用下而產(chǎn)生沉降結(jié)果。
　　分離器圓柱筒任一截面上切向速度vt沿半徑的變化規(guī)律可分為3個(gè)區(qū)域，靠近器壁面切向速度vt為常數(shù)。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)得：vtvj=2.15（Fjd0D0）12（1）式中：vt―含塵氣體在靠近器壁時(shí)的切向速度m/s；vj―含塵氣體進(jìn)入分離器的速度m/s；D0―筒體直徑m；d0―凈氣管直徑m；Fj―進(jìn)氣口截面積m2。
　　3.1切向速度vt
　　切向速度vt與旋轉(zhuǎn)半徑r之比為一常數(shù)。
　　vtr-1=常數(shù)（2）3.2徑向速度vr
　　徑向速度由于其值遠(yuǎn)比切向速度小，對(duì)除塵影響不大。
　　3.3軸向速度vz
　　軸向速度vz促使氣體在分離器內(nèi)靠近器壁的部分由上向下旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，而在分離器中心處氣體由下向上旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，最后由凈氣口排出，從而構(gòu)成了氣體雙層旋轉(zhuǎn)流動(dòng)結(jié)構(gòu)。
　　4除塵器效率
　　除塵器效率是其主要的性能指標(biāo)，η表示除塵效率：η=QjQb×100（3）Qj―單位時(shí)間內(nèi)由進(jìn)氣口進(jìn)入到分離器中的煤塵質(zhì)量，g/s.
　　Qb―單位時(shí)間內(nèi)捕集到煤塵質(zhì)量，g/s.
　　5結(jié)論
　　超聲波除塵器具有體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效率高，運(yùn)行可靠，易于維修，尤其是和濕式除塵器相比不產(chǎn)生水污染等特點(diǎn)，是除塵效率可達(dá)99.8以上的比較理想的除塵設(shè)備。