室内静电净化装置的设计与性能研究

论文题目: 室内静电净化装置的设计与性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 供热,供燃气,通风与空调工程

作者: 艾庆文

导师: 刘刚

关键词: 空气净化器,空气品质,颗粒物,细菌,电场,臭氧,蜂窝电场,净化效率

文献来源: 东华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着国民经济的发展,人民生活水平日益提高,对健康生活的要求也越来越高。人一生大部分时间都是在室内度过的。室内空气品质的好坏直接影响着人们的健康。改善室内空气品质的主要措施之一就是控制室内空气中的污染物,室内静电空气净化器是一种应用工业电除尘原理的空气过滤器,与机械式过滤器相比有着运行阻力低、运行费用少和对细微粒子净化效率高等特点。使用可移动,高效率的静电空气净化器去除室内颗粒物和细菌有着良好的效果。同时,静电净化器单元也可应用于空调系统的不同部位,因此,研究其性能并研制新型的静电空气净化器有着重要的意义和广阔的前景。本文在参考以往很多静电净化理论以及当前市场上不同静电净化器的结构形式的基础上,讨论了室内静电净化器的设计步骤与方法,并研究了不同结构形式的静电场过滤器的性能特点与差异。在实验室搭建了相应的实验平台,对蜂窝电场的各参数进行了详细的测量与研究,得出了最佳电压、最佳气流速度等重要参数。测试了该电场对细菌的杀灭效果,验证了净化电场对空气中细菌有较高杀灭率的结论。根据相关理论,结合实际,研制了应用于空调风管上的管道式空气静电净化器,并申请了专利。本文以一间被净化的房间为对象,从理论上分析了室内静电净化器运行情况下的室内颗粒物浓度的变化规律,并分析了各参数对室内颗粒物浓度的影响。分析了国内外空气净化器的不同评价标准及方法,分析了其基本原理及异同点,并提出了自己的建议。讨论了静电净化理论的发展趋势,在前人的理论基础上,本文通过对静电过滤器中电场、流场和力场的分析,建立了粒子紊流弥散的数学模型,摈弃了原理论中不合理的边界条件,并重新建立了符合静电净化规律的新的边界条件。电场净化过程中所产生的臭氧具有特殊的毒性,长时间的过量臭氧会对身体造成很大的伤害,因此,将臭氧浓度控制在一定水平对于将静电空气净化器向民用领域的推广具有重要意义。本文利用臭氧监测仪对静电净化器中臭氧的生成规律进行分析研究,讨论了其生成量的影响因素、杀菌原理及控制方法等。

论文目录:

主要图表

主要符号表

1 绪论

1.1 前言

1.2 室内空气污染物的特性及其危害

1.2.1 可吸入颗粒物

1.2.2 室内颗粒物对人体的危害

1.2.3 室内空气中颗粒物的分布

1.2.4 有吸烟情况下室内颗粒物的粒径分布

1.3 室内粉尘浓度标准

1.4 室内空气净化器的发展历史与现状

1.4.1 目前国内外对室内空气净化器的研究侧重点

1.5 课题研究的背景及意义

2 静电空气净化器的设计

2.1 概述

2.2 净化器内的各种电场的结构与形式

2.2.1 边沿放电的平板式电场

2.2.2 线放电的平板式电场

2.2.3 针尖放电的蜂窝式电场

2.2.4 线放电的蜂窝电场结构

2.2.5 交变净化电场

2.3 室内净化器电场设计方法

2.3.1 电晕形式、起晕电场强度与起晕电压

2.3.1.1 等离子体概述

2.3.1.2 电晕放电等离子体

2.3.1.3 电晕放电的起晕判定

2.3.2 温度和压力对电晕的影响

2.3.3 电晕电压

2.3.4 净化器的净化效率和有效驱进速度

2.3.5 净化器中集尘极板的面积

2.3.6 净化器中电场有效断面积及电场长度

2.4 实验装置的设计过程

2.4.1 电晕形式、主要参数的选择

2.4.2 电场设计步骤

2.5 实验装置的制作

2.6 实验数据与分析

2.7 管道式静电空气净化器的设计

2.8 结论与建议

3 实验装置和实验方法

3.1 引言

3.2 试验测试系统组成及特性

3.3 主要试验仪器及性能

3.3.1 直流高压发生器

3.3.2 数字微压计

3.3.3 FVR055G7S—4EX型变频器

3.3.4 TSI 8520型Dust-Trak气溶胶检测仪

3.3.5 TSI 8585／8586型热风速仪

3.3.6 A-21ZX臭氧检测仪

3.3.7 JYQ-Ⅱ型浮游细菌采样器

3.4 室内含尘浓度的表示方法

3.5 对激光粒子计数仪非等速采样的讨论

3.6 风量的测定方法

4 静电空气净化器性能的实验研究

4.1 粉尘的荷电性和导电性

4.2 不同净化器电源的特性

4.3 粉尘的粘附性

4.4 气流分布不良对收尘效率的影响

4.5 净化效率

4.5.1 分级净化效率

4.6 线放电蜂窝电场的试验结果

4.6.1 净化电场的电晕特性

4.6.2 初阻力与电场风速的关系，非稳态过滤效率曲线

4.6.3 线放电蜂窝电场的净化效率

4.6.3.2 线放电蜂窝电场的计数效率

4.7 三种市场上的静电净化器产品的试验结果

4.7.1 三种市场上的静电净化器产品的结构参数

4.7.2 start—900型净化消毒机测试结果

4.7.2.1 start—900型净化消毒机净化效率测试结果

4.7.2.2 start—900型净化消毒机风量测试

4.7.2.3 start—900型净化消毒机臭氧测试

4.7.2.4 start—900型净化消毒机负离子测试

4.7.3 start—600型净化消毒机测试结果

4.7.3.1 净化效率测试结果

4.7.3.2 start—600型净化消毒机风量测试

4.7.3.3 start—600型净化消毒机臭氧量测试

4.7.4 800型吸顶机测试结果

4.7.4.1 净化效率测试结果

4.7.4.2 800型吸顶机臭氧测试

4.8 静电净化器的杀菌原理与效果

4.9 小结

5 净化空间的理论分析与静电净化器效果评价

5.1 引言

5.2 研究对象

5.3 分析

5.4 对方程的解的分析

5.4.1 新风中颗粒物浓度对室内浓度变化的影响

5.4.2 室内净化器的风量对室内颗粒物浓度变化的影响

5.5 室内净化器的评价标准

5.5.1 美国ANSI／AHAM AC-1-1988标准

5.5.1.1 确定衰减系数

5.5.1.2 洁净空气量(CADR)

5.5.2 日本南野修方法

5.5.3 日本工业标准JISC9615-1976

5.5.4 中国国家标准GB／T 18801—2002

5.5.5 地方标准

5.5.6 企业标准

5.6 小结

6 静电空气净化器电场捕集过程的理论分析

6.1 静电净化理论的发展

6.2 颗粒污染物的荷电模型

6.2.1 场致荷电模型

6.2.2 扩散荷电模型

6.3 荷电后污染粒子在净化空间的运动规律

6.3.1 在电场力作用下荷电尘粒的运动

6.3.2 在重力作用下尘粒的运动

6.3.3 电风造成的尘粒运动

6.4 静电净化的相关模型

6.4.1 层流理论

6.4.2 紊流理论

6.5 线—板式净化电场的数学物理模型

6.5.1 扩散场作用下的粒子输运

6.5.2 力场作用下的粒子输运

6.5.3 流场作用下的粒子输运

6.5.4 边界条件

6.6 管式净化电场的数学物理模型

6.7 小结

7 静电净化器中臭氧生成规律的实验研究

7.1 臭氧的性质

7.2 臭氧杀菌原理

7.3 室内静电净化器内臭氧的产生

7.3.1 电晕放电中臭氧的生成机理

7.3.2 静电净化器中主要参量对臭氧浓度的影响

7.3.2.1 气源流量和电晕功率对臭氧生成量的影响

7.4 净化器产生的臭氧的控制方法

7.5 小结

8 总结

8.1 结论

8.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及获得的荣誉

发布时间: 2005-07-08

参考文献

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