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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 声波团聚研究进展4

1.2.1 声波团聚发展概况4

1.2.2 声波团聚实验研究进展4

1.2.3 声波团聚机理研究进展6

1.2.4 声波团聚数值模拟的研究进展10

1.3 现有研究的不足之处11

1.3.1 实验研究11

1.3.2 机理研究12

1.3.3 数值模拟13

1.4 本书主要研究内容14

第2章 燃煤飞灰声波团聚的实验研究16

2.1 引言16

2.2 实验系统及方法18

2.2.1 试验台架18

2.2.2 声源系统19

2.2.3 声测量系统21

2.2.4 团聚室25

2.2.5 气溶胶采样及测量系统26

2.3 实验方法30

2.4 高频下声波团聚的实验研究31

2.4.1 声波作用下气溶胶粒径分布变化31

2.4.2 声压级对声波团聚的影响32

2.4.3 停留时间对声波团聚的影响34

2.4.4 初始浓度对声波团聚的影响36

2.4.5 高频下声波团聚实验结果的讨论37

2.5 低频下声波团聚的实验研究38

2.5.1 声波作用下气溶胶粒径分布变化38

2.5.2 微观形态变化40

2.5.3 频率对声波团聚的影响43

2.5.4 声压级对声波团聚的影响45

2.5.5 停留时间对声波团聚的影响47

2.5.6 初始浓度对声波团聚的影响49

2.5.7 低频下声波团聚实验结果的讨论51

2.6 声波团聚的优化研究51

2.6.1 增湿促进团聚的实验研究51

2.6.2 锯齿波促进团聚的实验研究54

2.7 声波团聚技术经济性分析56

第3章 声波团聚中碰撞效率的研究57

3.1 引言57

3.2 同向团聚机理的理论模型58

3.2.1 颗粒在声场中运动及受力分析58

3.2.2 同向团聚机理的核函数60

3.3 碰撞效率计算模型62

3.4 计算结果及分析65

3.4.1 颗粒粒径的影响65

3.4.2 频率的影响67

3.4.3 声压级的影响68

3.4.4 温度的影响70

第4章 声波尾流效应的研究72

4.1 引言72

4.2 声波尾流效应的数值模型75

4.3 计算结果及分析77

4.3.1 颗粒之间的夹角对声波尾流效应的影响78

4.3.2 颗粒之间距离对声波尾流效应的影响81

4.3.3 频率对声波尾流效应的影响82

4.3.4 颗粒粒径对声波尾流效应的影响83

4.3.5 声振速对声波尾流效应的影响83

4.4 数值模拟的正确性验证84

4.4.1 与Dianov的近似解比较84

4.4.2 与高速摄影实验结果比较85

4.5 声波尾流效应在声波团聚中的作用分析89

4.5.1 作为单分散相气溶胶的主要团聚机理89

4.5.2 作为同向团聚作用的再填充机理95

第5章 声波团聚数值模拟研究99

5.1 引言99

5.2 声波团聚的理论模型100

5.2.1 气溶胶动力学方程100

5.2.2 声波团聚理论模型102

5.3 数值计算方法104

5.3.1 改进的分组算法104

5.3.2 时间步长的选取109

5.4 计算结果及分析110

5.4.1 气溶胶粒径分布在声场中的变化情况110

5.4.2 频率对声波团聚的影响113

5.4.3 声压级对声波团聚的影响114

5.4.4 停留时间对声波团聚的影响115

5.4.5 初始气溶胶浓度对声波团聚的影响116

5.4.6 气溶胶粒径分布的标准偏差对声波团聚的影响117

5.5 数值模拟的正确性验证118

5.5.1 与解析解的比较119

5.5.2 与实验结果比较120

第6章 积分近似矩量法应用于声波团聚数值模拟的研究127

6.1 引言127

6.2 理论模型及算法128

6.3 数值模拟的准确性验证131

6.3.1 与解析解比较131

6.3.2 与分组算法比较133

6.4 计算结果及分析134

6.4.1 声场中气溶胶各阶矩量和平均粒径的变化情况135

6.4.2 各操作参数对声波团聚的影响136

参考文献140