中国环境科学

作者：贾中坚, 刁永发, 张俪安, 庄加玮, 沈恒根

单位：东华大学环境科学与工程学院, 上海 201620

关键词：高梯度磁场,Fe基细颗粒,磁性纤维,偏转角

基金：国家重点研发计划（2018YFC0705300）；中央高校基本科研业务费重点资助项目（2232017A-09）；兰州市创新人才计划项目（2019-RC-7）

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.

来源：2021年第2期

《中国环境科学》期刊编辑部

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