介电弛豫赋能湿式静电除尘器细颗粒精准捕集

李一昉1, 张杰1, 梁子琦1
1山西大学
发布日期 2025

本研究提出一种新型湿式静电除尘器,将传统金属平板集尘板改进为凹凸结构的介电材料,并配备极低频双极性电源。该设计利用介电材料的弛豫特性,延长灰尘在集尘板上的吸附时间;当电源极性反转后,荷电灰尘在弛豫时间内仍能稳定黏附于集尘板表面。此时,空间电场会由电极与黏附的荷电灰尘共同构成,电场强度因此显著加强。更强的电场会进一步提升电极电离程度,产生更多自由电荷;这些电荷与灰尘颗粒碰撞并使其荷电,最终大幅提高灰尘(尤其是细微颗粒)的荷电量,为后续高效收集去除奠定基础。 为验证上述理论与结论,我们通过COMSOL软件搭建仿真模型,首先,分析绝缘油纸在双极性电源作用下的弛豫规律。获得电压反转时介电材料的弛豫时间,同时考虑了凹凸结构集尘板对电场的影响;随后耦合流场与带电粒子追踪,清晰得到极低频电源作用下粒子的运动轨迹,仿真显示,电源反转时除尘腔内的灰尘会出现明显团聚现象。在此基础上,我们搭建了实物实验平台,并通过粒径测试仪分析除尘后灰尘的粒径分布,以此验证本装置的除尘效率及对细颗粒物的吸附能力。

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