钢铁行业磁性纤维捕集非球形粉尘动力学研究

来源：中国环境科学杂志2020年第4期北京时间：

作者：张俪安, 刁永发, 庄加玮, 楚明浩, 沈恒根

单位：东华大学环境科学与工程学院, 上海 201620

摘要：为研究非球形颗粒在磁场中被磁性纤维捕集的动力学行为，以钢铁行业炼钢过程中转炉和精炼炉中排放的转炉灰和精炼灰等两种粉尘为基础，利用形状系数计算公式得出的φ=0.21，0.78，0.81，1.00分别表示圆片形（厚度H=底面圆直径d/40），椭球形（x轴赤道半径：y轴赤道半径：z轴极半径=a：b：c=1：1：4），正方体形，球形颗粒，并对其进行研究.模拟结果表明，相同工况参数下，当形状系数接近时，捕集效率和运动轨迹与粉尘颗粒具体表现的形状特征无关.在传统单纤维捕集过程中，当入口风速v=0.1m/s，dp>2.0μm时，形状系数相差越大，捕集效率差距越大.形状系数对颗粒被捕集影响程度大小与单纤维捕集效率增减呈正相关；在磁性纤维产生的磁场中v=0.1m/s，dp>0.5μm时，形状系数相差越大，捕集效率差距越大.φ≥0.4时，捕集效率随形状系数的增加趋于稳定，形状系数对颗粒被捕集影响程度大小与单纤维捕集效率增减无关；在高梯度磁场中v=0.1m/s，dp=1.0μm时，形状系数相差越大导致捕集效率之间差距越大的规律越明显.当v=0.1m/s，0.5μm≤dp≤2.5μm时，形状系数对颗粒被捕集影响程度的大小与单纤维捕集效率增减呈正相关.

关键词：形状系数,捕集效率,磁性纤维,高梯度磁场

基金资助：

国家重点研发计划项目（2018YFC0705300）；中央高校基本科研业务费重点项目（2232017A-09）