بررسي تجربي پارامترهاي عملكردي يك فيلتر الكترواستاتيك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

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.

215850

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدرضا توكلي

محسن دوازده امامي، ايمان چيت ساز

احمدرضا پيشه ور