Page 162 - 《中国电力》2026年第3期

2026 年 第 59 卷

到第 1 次净化。接着净化后的气流通过管道，喷 ∂ρ
+∇(ρ⃗ v) = 0 （1）
雾装置喷出喷雾形成液滴群，使管道中的气体粉 ∂t
尘与液滴群粘合，在重力作用下沉降，进行第 2 式中： ρ为流体密度； t为时间； ⃗ v为流体的速度
次净化 [28] 。最后，气流接着通过弦栅水膜捕集粉 矢量； ∇为散度。
尘进行第 3 次净化 [29] 。净化后的气流经过挡水板 动量方程为
从装置出口排出，除尘器水箱中的污水通过排污 ∂(ρu x ) ∂(ρu x u y ) ∂p ∂τ xy
+ = − + +S （2）
口排出，箱内水面高度利用溢流管进行调节。 ∂t ∂y ∂x ∂y

1.2 新型冲击水浴与喷雾弦栅复合除尘装置几何 [( ∂u y ) 2 ( ∂u y )]
τ xy = µ ∂u x + − δ xy ∂u x + （3）
模型 ∂y ∂x 3 ∂x ∂y
本文基于实验室台架所设计的新型冲击水浴 式 中 ： S 为 源 项 ； p 为 流 体 静 压 ； u x 和 u y 分 别 为
与喷雾弦栅复合除尘装置总体呈 Z 型，如图 1 所 x 方向和 y 方向速度分量；x 和 y 为坐标分量； τ xy

示，整体长度为 2.55 m，高度为 1.8 m，宽度为 0.8 m， 为粘性剪切应力； µ为动力粘度； δ xy 为 Kronecker
冲击水浴水箱长度为 1.75 m，高度为 1 m，装置壁 符号（当 x=y 时， δ xy =1；当 x≠y 时， δ xy =0）。
厚约为 10 cm。喷雾弦栅除尘段长度为 1.45 m，高 选取 Realizable k −ε湍流模型，其中 k方程为
度为 0.5 m，在右侧壁面和顶部壁面各装有一个喷 [( ) ]
∂(ρk) ∂(ρku x ) ∂ µ t ∂k +G k −ρε （4）
雾装置，目的是喷雾与气流中粉尘逆向碰撞，提 ∂t + ∂x = ∂y µ+ σ k ∂x
高除尘效率，并且雾化的液滴运动到弦栅的金属
ε方程为
丝而贴附其上，从而形成水膜或使水膜破碎用以 [( ) ]
∂(ρε) ∂(ρεu y ) ∂ µ t ∂ε
捕尘。为了防止冲击水浴箱内液面波动过大而破 + = µ+ +
∂t ∂y ∂y σ ε ∂y
坏喷雾装置形成的弦栅水膜，弦栅放置的高度比 ε 2
ρC 1 Eε−ρC 2 √ （5）
冲击水浴箱顶部高出 0.2 m，喷雾装置与弦栅的距 k + νε
离为 0.64 m。 式中： σ k 、 σ ε 为 k方程、 ε方程对应的 Prandtl 数；

µ t
挡水板 1 450 弦栅 喷雾装置 k为湍流动能； 为湍流粘性系数； ε为湍流耗散

300 进气风管 率； G k 为速度梯度引起的湍动能； ν为运动粘度；
400 700 C 1 、 C 2 为无量纲常数； E为应变率张量模。
气液两相流 VOF 模型为
进水管
 n ∑ 


500 1  ∂ (α q ρ q )+∇(α q ρ q ⃗ v q ) = S + ( ˙m pq − ˙m qp )  （6）







溢流管 ρ q ∂t   

1 000 p=1

n ∑
单位: mm （7）
α q = 1
1 750
排污口 q=1
图 1 新型冲击水浴与喷雾弦栅复合除尘装置 式中： ρ q 为 q 相密度； α q 为单元格内 q 相的体积
Fig. 1 Novel impingement water nath-sray string grid
分数； ⃗ v q 为 q 相的速度； ˙ m qp为 q 相到 p 相的传质；
combined dust removal device

˙ m pq为 相到 为系统中总的相数。
p q 相的传质；n
2.2 喷雾除尘阶段控制方程
2 新型冲击水浴与喷雾弦栅复合除尘装
喷雾除尘阶段颗粒采用离散相（discrete phase
置计算模型
model，DPM）模型进行模拟，其控制方程如下。

2.1 冲击水浴除尘阶段控制方程 颗粒运动方程为
冲击水浴除尘阶段采用 VOF 两相流模型进行 d⃗ v p = F D + ⃗ g(ρ p −ρ) ⃗ （8）
⃗
dt ρ p + F other
模拟，其控制方程如下。
连续性方程为 式中： ⃗ v p 为颗粒的速度矢量； ⃗ g为重力加速度； ρ p
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