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Elektrohydrodynamik, Partikeltransport und Staubschichtbildung in Elektrofiltern

机译：静电过滤器中的电流体动力学，颗粒传输和灰尘层形成

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In der vorliegenden Arbeit konnte sowohl experimentell als auch rechnerisch ein Zusammenhang zwischen der Partikelbewegung und der Bildung charakteristischer Abscheidemuster gezeigt werden. Aufgrund unterschiedlicher Ladung, Trägheit und aerodynamischer Eigenschaften verschieden großer Partikel ist dieser Zusammenhang partikelgrö-ßenabhängig. Insbesondere gegenüber den Sprühelektroden und leicht in Strömungsrichtung versetzt bilden sich ellipsoide Staubschichtbereiche erhöhter Feinstaubdeposition, weshalb davon ausgegangen werden kann, daß die in Elektrofiltern auftretende Sekundärströmung dort den Partikeltransport unterstützt. Außerhalb dieser Bereiche ist das Haftvermögen der Staubschicht deutlich geringer, was zu einer permanenten Wiederaufwirbelung bereits abgeschiedener Partikel führt. Da diese redispergierten Partikel erneut aufgeladen und abgeschieden werden müssen, vergrößern sich für ein gefordertes Abscheideergebnis zwangsläufig die Gassenlänge und damit auch die Filtergröße. Die Untersuchungen zeigen weiterhin, daß die Bildung ellip-soider Strukturen stark mit der Stromdichteverteilung auf der Abscheideelektrode korreliert ist, jedoch nicht ausschließlich auf diese zurückgeführt werden kann. Bei konstanter Gasgeschwindigkeit wurde generell eine Verschiebung der Strukturen bezüglich der Sprühelektroden festgestellt, die mit zunehmender Filterspannung kleiner wird. Der elektrische Wind leistet folglich einen Beitrag zur Ellipsenbildung, dies belegen die abrupten Strukturübergänge und die erhöhten Ellipsenränder. Insgesamt zeigen die Untersuchungen, wie überaus komplex sich die Partikeltransportphänomene unter den elektrohydrody-namischen Randbedingungen in einem Elektrofilter gestalten. Die fortgeschrittene numerische Simulation ist jedoch imstande, grundlegende Vorgänge mit guter Genauigkeit nachzubilden. Sowohl die Formation der Staubschicht wie auch die unvermeidbare Wiederaufwirbelung von Partikeln stellen jedoch Mechanismen dar, die für eine akkurate Abschätzung von Abscheidegraden künftig bei der numerischen Simulation stärker berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus sollte die Minimierung der Wiederaufwirbe-lungsverluste ein Kernzie! bei der Optimierung von Elektrofiltern sein.
机译：在目前的工作中，可以通过实验和数学方式显示粒子运动与特征分离图案的形成之间的联系。由于不同尺寸的颗粒具有不同的电荷，惯性和空气动力特性，因此这种关系取决于颗粒尺寸。特别是对于喷雾电极，并在流动方向上略有偏移，形成了粉尘沉积增加的椭圆形粉尘层区域，这就是为什么可以认为发生在静电过滤器中的二次流在此处支持颗粒传输的原因。在这些区域之外，灰尘层的粘附力明显较低，这将导致已经分离的颗粒永久重新旋转。由于这些再分散的颗粒必须重新充电和分离，因此通道长度以及因此过滤器尺寸不可避免地会增加，以实现所需的分离结果。研究进一步表明，椭圆形结构的形成与沉积电极上的电流密度分布密切相关，但不能完全归因于此。在恒定的气体速度下，通常会发现结构相对于喷雾电极的偏移，该偏移随着滤波器电压的增加而变小。因此，电风有助于形成椭圆，如突然的结构过渡和椭圆边缘升高所证明的那样。总体而言，研究表明，在电动流体边界条件下，静电过滤器中的颗粒传输现象极其复杂。但是，高级数值模拟能够以较高的精度模拟基本操作。但是，灰尘层的形成和不可避免的颗粒再流化都代表了将来必须更仔细考虑的机制，以便在数值模拟中准确估计分离程度。另外，最大程度地减少复兴损失应该是吸引人的地方！优化静电除尘器。

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