پديد آورنده :
براهيمي، احسان
عنوان :
بررسي تجربي پارامترهاي عملكردي يك فيلتر الكترواستاتيك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ن، 65 ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
محمدرضا توكلي
توصيفگر ها :
فيلترالكترواستاتيك , آلودگي هوا , محصولات جانبي فيلتر , مكانيزم فيلتر كردن , جريان ولتاژ بالا , پديده كرونا , جريان دو فازي , مدل سازي تجربي
استاد داور :
محسن دوازده امامي، ايمان چيت ساز
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/08/23
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/08/23
چكيده فارسي :
يكي از مهمترين مشكلات عصر مدرن آلودگي هوا است. پديده¬اي بسيار پيچيده كه مورد توجه بسياري از سازمان¬هاي بين المللي قرار گرفته است. در اين شرايط، اكثر كشورهاي صنعتي در دهه¬هاي اخير قوانين خاصي را در مورد حداكثر ميزان مجاز آلودگي هوا وضع كرده¬اند. بنابراين نگراني شديدي براي بهبود ابزارهاي موجود فيلتراسيون يا يافتن راه حل¬هاي جديد، كارآمدتر و كم هزينه¬تر وجود دارد. فيلترهاي الكترواستاتيك يكي از رايج ترين دستگاه¬هاي كنترل ذرات براي جمع آوري ميزان انتشار آلايند¬ها از بسياري از فرآيندهاي صنعتي است. آنها مي¬توانند در طيف وسيعي از دماي گاز كار كنند و در مقايسه با دستگاه¬هاي مكانيكي مانند سيكلون¬ها و فيلترهاي كيسه¬اي، راندمان بالا و افت فشار كم¬تر را دارند. مزيت برتر اين فيلتر نسبت به بقيه فيلترها، اين است كه براي جداسازي ذرات كمتر از يك ميكرون كه فيلترهاي ديگر بازده جداسازي پاييني دارند، اين نوع فيلترها بازده بسيار بالايي دارند. فيلتر الكترواستاتيك از نيروهاي ميدان الكتريكي روي ذرات باردار براي جدا كردن ذرات از جريان گاز استفاده مي‌كند. ذره به طور عمدي باردار شده و از يك ميدان الكتريكي سطح عبور مي¬كند. ذره روي سطوح الكترودهاي جمع‌آوري رسوب مي‌كند. بازده در فيلترها مي تواند تحت تأثير طراحي دستگاه فيلتراسيون و شرايط عملياتي قرار گيرد. عوامل طراحي دستگاه شامل نوع و قطبيت تاج، غلظت ذرات درون جريان، ولتاژ اعمال شده، قطر الكترود، جنس سيم و هندسه كلي فيلتر است. شرايط عملياتي كه بر بازده تأثير مي‌گذارد شامل رطوبت نسبي، دماي سيم، آلودگي سيم و صفحه، سرعت جريان هوا و تنظيم سطح عملياتي است. بررسي اجمالي مطالعات گذشته پيرامون فيلتر¬هاي الكترواستاتيك نشان مي‌دهد طيف وسيعي از تحقيقات معطوف به ساختار فيلتر¬ها است و در مورد شاخصه¬هاي جريان ورودي به فيلتر تاحدودي خلأ تحقيقاتي همچنان احساس مي‌شود. مطالعه‌ي حاضر به بررسي چندجانبه‌ي عملكرد فيلترالكترواستاتيك با در نظر گرفتن شاخصه¬هاي جريان، مي¬پردازد. بدين منظور دستگاهي در آزمايشگاه طراحي شده تا بتوان تاثيرات سرعت و غلظت ذرات در جريان را بر بازده فيلتر بررسي كرد. بررسي بدين ترتيب است كه براي سرعت و غلظت ذرات مختلف، جريان هوا در ابتدا كاليبره مي¬شود. سرعت جريان در مقادير مورد نظر تنظيم شده و با تنظيم كردن غلظت ذرات و ولتاژ صفحات روي حالت ثابت مورد نظر، تاثيرات آن بر بازده بدست مي¬آيد. همين مراحل براي غلظت و ولتاژ صفحات تكرار مي¬شود با اين تفاوت كه جاي هر كدام از اين دو را با سرعت عوض كرده و سرعت جريان روي مقدار ثابت مورد نظر تنظيم مي¬شود. افت جريان نسبت به غلظت ذرات درون جريان، با افزايش 101 درصدي غلظت ذرات درون جريان، 8.5 درصد افزايش مي¬يابد. افت جريان نسبت به سرعت جريان، با افزايش 31 درصدي سرعت جريان، 4.5 درصد كاهش مي¬يابد. بازده فيلتر نسبت به سرعت جريان، با افزايش 31 درصدي سرعت جريان، 5.4 درصد كاهش پيدا خواهد كرد. بازده فيلتر نسبت به غلظت ذرات درون جريان، با افزايش 101 درصدي غلظت ذرات درون جريان، 13.7 درصد افزايش مي¬يابد. حالت بهينه فيلتر طراحي شده برابر با بازده 40.1درصد براي غلظت 0.18 ) kg⁄m^3 ( و سرعت 1.2) m⁄s ( و ولتاژ صفحات فلزي 12 كيلوولت خواهد بود.
چكيده انگليسي :
One of the most important problems of the modern era is air pollution. A very complex phenomenon that has attracted the attention of many international organizations. In this situation, most of the industrialized countries have established special laws regarding the maximum permissible amount of air pollution in recent decades. Therefore, there is a strong concern to improve existing filtration tools or to find new, more efficient and less expensive solutions. Electrostatic filters are one of the most common particulate control devices for collecting pollutant emissions from many industrial processes. They can operate over a wide range of gas temperatures and have high efficiency and lower pressure drop compared to mechanical devices such as cyclones and bag filters. The superior advantage of this filter over other filters is that these types of filters have a very high efficiency for separating particles less than one micron that other filters have a low separation efficiency. An electrostatic filter uses electric field forces on charged particles to separate particles from the gas stream. The particle is deliberately charged and passes through a surface electric field. The particle is deposited on the surfaces of the collecting electrodes. Efficiency in filters can be affected by filtration device design and operating conditions. The design factors of the device include the type and polarity of the corona, the concentration of particles in the current, the applied voltage, the diameter of the electrode, the material of the wire and the overall geometry of the filter. Operating conditions that affect efficiency include relative humidity, wire temperature, wire and plate contamination, air flow rate, and operating level setting. An overview of past studies on electrostatic filters shows that a wide range of research is focused on the structure of filters, and there is still a research gap regarding the characteristics of the input current to the filter. The present study investigates the multifaceted performance of the electrostatic filter by considering the flow characteristics. For this purpose, a device has been designed in the laboratory to check the effects of the speed and concentration of particles in the flow on the efficiency of the filter. The check is such that the airflow is first calibrated for different particle velocities and concentrations. The flow rate is set in the desired values and by setting the particle concentration and plate voltage to the desired steady state, its effects on efficiency are obtained. The same steps are repeated for the concentration and voltage plates, with the difference that the place of each of these two is changed with the speed and the current speed is set to the desired constant value. The flow drop compared to the concentration of particles in the flow increases by 8.5% with a 101% increase in the concentration of particles in the flow. The flow loss compared to the flow speed decreases by 4.5% with a 31% increase in the flow speed. The efficiency of the filter will decrease by 5.4% with a 31% increase in the flow rate. The efficiency of the filter increases by 13.7% with a 101% increase in the concentration of particles in the flow. The optimal mode of the designed filter will be equal to the efficiency of 40.1% for the concentration of 0.18 (kg⁄m^3) and the speed of 1.2 (m⁄s) and the voltage of the metal plates will be 12 kV.
استاد راهنما :
احمدرضا پيشه ور
استاد مشاور :
محمدرضا توكلي
استاد داور :
محسن دوازده امامي، ايمان چيت ساز
