偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

作者：贾中坚; 刁永发^*; 张俪安; 庄加玮; 沈恒根

来源：中国环境科学, 2021, 41(02): 643-649.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2021.0074

• 高梯度磁场
• Fe基细颗粒
• 磁性纤维
• 偏转角

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型(CFD-DPM)对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角(偏转角)分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明:高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02～0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1～0.3T范围时增长速率明显大于0.3～0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1～0.5T范围时增长速率高于0.5～0.9T时的增长速率.

• 单位
  东华大学; 环境科学与工程学院