Pengaruh penggabungan elektroda pengumpul bergelombang dan tipe W pada sifat pengendap elektrostatis

(1)

sebelumnya berikutnya

Jurnal Elektrostatika

Jilid , Mei ,

Malaikat Asipuela González ,Moath Bani Fayyad,Tamas Ivancsy Menampilkan lebih banyak

Garis besar

https://doi.org/ . /j.elstat. . Dapatkan hak dan konten

Di bawah Creative Commonslisensi akses terbuka

Highlight

• Menggabungkan pelat pengumpul bergelombang dan tipe W meningkatkan efisiensi pengumpulan partikel.

• Desain wWwW… memberikan tingkat pengumpulan partikel yang lebih tinggi dibandingkan desain WwWw….

• Desain wWwW… menunjukkan nilai kerapatan arus dan kerapatan muatan ruang yang lebih tinggi.

• Peningkatan jumlah kabel corona meningkatkan efisiensi pengumpulan partikel.

Abstrak

Pengendap elektrostatis (ESP) biasanya digunakan di industri untuk menghilangkan partikel berbahaya dari gas buang

menggunakanpelepasan korona. Optimalisasi susunan elektroda pengumpul dan kabel korona mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap pengumpulan partikel. Banyak peneliti mencoba untuk menyempurnakan model saat ini dalam berbagai bentuk. Studi ini berupaya menganalisis desain baru pelat pengumpul, yang merupakan campuran elektroda pengumpul bergelombang dan tipe W, dan bagaimana pengaruhnya terhadap karakteristik pengendap elektrostatis. Disajikan hasil simulasi karakteristik kelistrikan pada efisiensi pengumpulan partikel, distribusi kerapatan muatan ruang, dan distribusi medan listrik pada pelat pengumpul tipe campuran. Untuk memvalidasi desain ini, temuan tipe campuran dievaluasi dengan temuan yang diperoleh dari pelat datar (FP). Dengan menggunakan desain campuran yang diusulkan juga meningkatkan efisiensi pengumpulan dibandingkan dengan hasil FP.

Kata kunci

khususnya; Pelepasan corona; Mengumpulkan elektroda; Pengumpulan partikel

1 . Perkenalan

Salah satu isu terpenting dalam industri global adalah menghilangkan partikel tersuspensi dari gas . Oleh karena itu, menetapkan prosedur pembersihan gas penting untuk mengurangi emisi dan memerangi polusi udara yang berbahaya. Di antara berbagai teknologi dalam proses pembersihan udara yang tersedia, alat pengendap elektrostatis telah menjadi komponen penting, baik aliran udara kering

Membagikan Mengutip

(2)

maupun basah, peralatan industri ini secara efisien menghilangkan partikel mikrometer tersuspensi. Karena fiturnya yang luar biasa, ESP paling umum digunakan dalam proses pembersihan gas industri, efisiensi pengumpulan ESP dapat mencapai hingga 98% [1] , [2] , [3] , [4]

.

Studi tentang ESP dimulai beberapa tahun yang lalu. HJ White adalah salah satu peneliti awal yang menyajikan studi lengkap tentang presipitasi elektrostatis [5] . ESP menggunakan lucutan korona negatif sebagai prinsip utama, elektroda tempat dihasilkannya corona disebut dengan kawat corona atau elektroda corona, dalam susunan tipe saluran digunakan lebih dari satu elektroda corona. Bentuk partikel debu sering dianggap bulat [5] , [6] .

Ketika partikel gas melewati ruang terionisasi, tergantung pada sifat-sifatnya, mereka dapat menangkap muatan bebas, yang akan membiarkan partikel terionisasi, pada tahap selanjutnya partikel-partikel ini akan terperangkap sebagai gaya tarik-menarik antar partikel dan pelat pengumpul [7], [ 8 ] , [9] . Beberapa model matematika digunakan untuk menentukan perilaku proses pengisian partikel seperti model klasik [5] , [10] . Ini sering kali merupakan persamaan diferensial parsial yang menggambarkan akumulasi muatan pada

permukaan partikel yang terkena medan listrik dan/atau efek difusi , seperti Lawless [11] . Partikel bermuatan akan dikumpulkan dalam tahap tunggal atau kedua setelah proses pengisian. Studi numerik telah diusulkan untuk menyelidiki proses fisik yang rumit, dalam ESP peristiwa yang berbeda terjadi tergantung pada prosesnya, dan hasil dari satu proses akan mempengaruhi proses berikutnya. Simulasi telah menjadi solusi yang baik untuk melanjutkan penelitian lebih lanjut mengenai subjek ini, karena fleksibilitas, biaya rendah, dan aksesibilitas [12] , [13] .

Salah satu topik penting yang telah dipelajari adalah elektrohidrodinamik (EHD) di ESP. Pelat pengumpul datar berfungsi sebagai model untuk konfigurasi baru dan penelitian saat ini [14] , [15] , [16] . Sebagai contoh, Shen dkk. menyelidiki aliran elektrohidrodinamik di ESP menggunakan lima konfigurasi elektroda pengumpul yang berbeda [16] . Beberapa penelitian sedang dilakukan untuk meningkatkan kinerja ESP. Mayoritas ditujukan untuk mengubah geometri elektroda pengumpul, sehingga menghasilkan berbagai desain [13] , [17] , [18]

. Kolektor besar, misalnya, telah digunakan tergantung pada desainnya [19] . Ming Dong dkk. mengusulkan tiga model berdasarkan FP , yang melibatkan perubahan susunan elektroda korona yang paling dekat dengan saluran masuk, tujuannya adalah untuk menyelidiki pengaruhnya terhadap perangkap partikel. Namun model baru ini tidak meningkatkan pengumpulan partikel; sebaliknya, mereka meningkatkan kecepatan partikel mencapai pelat pengumpul [20] . Yong Zhu dkk. mempelajari dua jenis ESP dalam kisaran partikel 0,1–1 um, menemukan bahwa pelat pengumpul bergelombang memiliki besaran medan listrik dan kepadatan muatan ruang yang lebih tinggi daripada pelat datar [15] . Desain ini mirip tetapi tidak sama dengan WtypePs. Anurag Pal dkk. menyajikan desain dan optimalisasi bentuk elektroda pengumpul, menunjukkan bahwa Wtype menjebak lebih banyak partikel daripada FP. Distribusi medan listrik yang seragam disebabkan oleh model tipe W. Menggabungkan Wtype dan Ctype meningkatkan ionisasi dan, sebagai hasilnya, efisiensi pengumpulan.

Tegangan yang diberikan merupakan parameter penting dalam mencapai tingkat efisiensi yang lebih tinggi [21] . Ho Yeon Choi dkk.

menyajikan simulasi numerik menggunakan pelat pengumpul bergelombang, menunjukkan bahwa peningkatan tegangan yang diberikan akan meningkatkan efisiensi pengumpulan sementara peningkatan aliran volumetrik menurunkan efisiensi pengumpulan partikel.

Bentuk bergelombang meningkatkan pengisian partikel dan pengumpulan partikel. Menurut penelitian ini, kasus Wavy-E dibiarkan mencapai efisiensi tertinggi; dengan demikian, model ini digunakan untuk mendefinisikan geometri untuk makalah ini [12] . Misalnya, Wenning Zhou dkk. menunjukkan hasil menggunakan desain FP, tipe C, segitiga, tipe W, bergelombang, dan crenelated untuk

membandingkan kinerja terbaik di antara keduanya. Mereka menyimpulkan bahwa bentuk pelat pengumpul mempengaruhi intensitas medan listrik secara signifikan. Medan listrik datar, tipe C, dan tipe W mempunyai distribusi yang lebih seragam. Untuk partikel debu dengan berbagai ukuran, ESP dengan elektroda pengumpul segitiga memiliki efisiensi pengumpulan tertinggi[4] . Dampak perubahan distribusi corona disampaikan oleh Xiaohua Wang yang menyatakan bahwa peningkatan jumlah elektroda corona (dalam kaitannya dengan panjang dan jarak antar elektroda pengumpul) akan meningkatkan efisiensi pengumpulan [22] . Dengan mengambil referensi hasil Wang, tujuh kasus dari a - f menjadi referensi untuk model kami. Kinerja ESP akan dievaluasi dengan menggabungkan keunggulan wavyPs dan WtypePs dengan distribusi corona. Selanjutnya hasilnya mengacu pada model FPs dan WtypePs. Kasus b dan e akan menjadi model kita untuk meminimalkan jumlah data. Untuk menilai dampak penggabungan pelat pengumpul tipe bergelombang dan W, penelitian ini akan menggunakan perangkat lunak untuk menilai efek pada properti ESP. Hasil numerik mencoba untuk fokus pada distribusi potensial listrik, kepadatan muatan ruang, medan listrik, dan efisiensi pengumpulan debu.

2 . Metodologi Penelitian 2.1 . ESP - Pemodelan

Analisis numerik dikembangkan menggunakan software COMSOL Multiphysics, software tersebut menggunakan metode elemen hingga (FEM) untuk menyelesaikan persamaan diferensial parsial dengan kondisi batas yang ditentukan berdasarkan model. Penelitian ini bertujuan untuk mengamati bagaimana penggunaan wWwPs (pelat pengumpul tipe-W bergelombang-bergelombang) dan WWWPs (pelat pengumpul tipe-gelombang-Wtipe-W) dapat mempengaruhi karakteristik ESP. Gambar 1 menunjukkan bagaimana desain dibuat.

Tujuan kami adalah untuk mendukung penelitian lebih lanjut tentang pemodelan dan diagnostik ESP , penelitian kami sebelumnya telah menunjukkan hasil modifikasi pelat pengumpul [23] , [24] . Kemudian, dengan mengambil hasil kami sebelumnya, kami melanjutkan untuk mengevaluasi model dua dimensi hanya untuk dua studi kasus bernama b dan e, lihat Gambar 2 . Kasus b menyimpan model:

wWwPs dan WWWPs dengan tiga kabel corona. Dalam hal ini, hubungan Lww/Lwp (jarak antara elektroda-elektroda corona/jarak antara pusat salah satu corona dengan salah satu pelat pengumpul) sama dengan 3, yang hanya mengacu pada FP. Namun, kami tetap

(3)

menyimpan label ini untuk penyelidikan lebih lanjut. Kasus e sama dengan kasus b, tetapi dengan enam kabel mahkota dan Lww/Lwp 1.2. Elektroda korona memiliki radius 0,75 mm. Dalam desain kami, pelat pengumpul ditempatkan di atas dan di bawah kabel mahkota secara simetris. Di sebelah kiri adalah saluran masuk aliran gas , dan di sebelah kanan adalah saluran keluar.

Desain wWwPs dan WWWPs merupakan usulan untuk menyelidiki efek dari kombinasi pelat pengumpul bergelombang dan tipe W, yang telah terbukti meningkatkan kinerja ESP [4] , [12] . Untuk semua kasus, pelat pengumpul memiliki panjang 750 mm, dan pelat pengumpul dipisahkan sejauh 150 mm. Hubungan Lww/Lwp berbanding terbalik dengan jumlah elektroda korona pada model, artinya nilai Lww/Lwp yang tinggi berarti jumlah elektroda korona yang rendah. Untuk kasus b dan e jarak antar kabel corona masing-masing adalah 225 mm dan 90 mm. Jarak ini dihitung dengan hubungan Lww/Lwp 3 dan 1.2 [12] . Misalnya, dalam kasus Lww/Lwp 3, Lwp 75 mm karena setengah lebar ESP (150 mm). Oleh karena itu, Lww dihitung dengan 3 75 225 mm [25] . Bentuk pelat bergelombang dan tipe W dibuat dengan relasi Dan ditunjukkan dalam Choi dkk. penelitian [12] . Pada kasus ini, sama dengan 225 mm, maka menjadi . Amplitudo untuk tipe bergelombang dan W diberikan oleh , Di mana Lwp, yang disetel ke

, sebagai akibat, adalah sama dengan . Massa jenis partikel tersebut adalah 2200 kg/m . Secara umum, partikel dianggap berbentuk bola dengan radius berkisar antara 0,01–5 . Untuk aliran gas , fluida turbulen udara RNG disetel, dengan massa jenis fluida 1,2 kg/m , viskositas fluida Pa s, dan dengan kecepatan rata-rata 1 m/s . Semua parameter ditentukan dalam Tabel 1 .

Unduh : Unduh gambar beresolusi tinggi ( KB) Unduh : Unduh gambar ukuran penuh

Gambar 1 . Penjelasan grafis tentang kombinasi pelat pengumpul tipe bergelombang dan W.

Gambar 2 . Desain geometris FP, wWwPs, dan WWWPs [12] , [22] .

Tabel 1 . Parameter ESP [12] , [22] , [24] , [25] , [26] .

– Panjang (mm) 750

– Spasi antar

dua elektroda pengumpul (mm) 150

ɛ

Parameter Nilai

(4)

– Spasi antar

dua elektroda corona (mm) 225;90

– Jumlah kabel corona 3;6

– Jari-jari elektroda Korona (mm) 0,75

– Tegangan yang diterapkan (kV) 45

– Aliran fluida turbulen udara

kecepatan rata-rata (m/s) 1

– Suhu (K) 293.15

– Massa jenis fluida (kg m ) 1.2

– Viskositas fluida (Pa s)

– Tekanan (atm) 1

– Jari-jari partikel ( ) 0,01–5

– Kepadatan partikel (kg m ) 2200

– Permitivitas relatif partikel 5

– Mengurangi mobilitas ion

(m V s ) 3

– Kerapatan muatan ruang (C m ) 1

2.2 . Elektrostatika - Pelepasan Korona

Karakteristik listrik ESP ditentukan terutama oleh persamaan Poisson dan konservasi muatan. (1) , (2) , masing-masing. Persamaan. (3) , (4) berkaitan dengan sifat listrik.

Di mana mewakili kepadatan nomor muatan ruang, mendefinisikan kepadatan arus, adalah nomor tagihan, adalah medan listrik, adalah mobilitas ion, adalah kecepatan fluida, adalah densitas fluida, adalah permitivitas ruang bebas, dan V (V) adalah potensial listrik [27] . Distribusi potensial listrik dan kepadatan muatan ruang menjadi target penyelesaian persamaan tersebut. Untuk dapat menyelesaikan persamaan ini, kondisi batas yang berbeda harus ditentukan. Kondisi batas pertama ditentukan oleh hukum Peek, yang mendefinisikan timbulnya medan listrik pada permukaan kabel corona , nilai ini dihitung dengan jari-jari elektroda korona, lihat Persamaan. (5) . Batas lainnya ditentukan oleh tegangan yang diberikan pada elektroda pengumpul, seperti (V 0) dan . Selain itu, muatan nol ditentukan pada saluran masuk dan saluran keluar model [28] , [29] .

Di mana mewakili medan listrik permulaan, n mendefinisikan vektor satuan normal, adalah jari-jari elektroda corona, mendefinisikan hubungan antara (293,15 K) dan (760 mmHg), dan kondisi kerja pengoperasian ditentukan oleh P dan T.

Melanjutkan penyelidikan ini, Gambar 3 mengilustrasikan distribusi muatan ruang untuk kasus b dan e, dengan hasil FP dan WtypeP yang diperoleh dari pekerjaan sebelumnya, kami mencantumkan di samping kasus baru kami, distribusi kepadatan muatan ruang wWwP dan WWWP seperti WtypePs . Meskipun demikian, nilai magnitudonya tidak diketahui secara jelas, namun tujuannya adalah untuk menggambarkan distribusi tersebut, dimana nilai tertinggi diperoleh pada kabel korona. Distribusi ini menurun hingga mencapai lempeng pengumpul.

Parameter Nilai

−3

−1 −1 −1

−3

(1) (2) (3) ɛ

(4)

(5) (6)

(5)

Gambar 3 . Distribusi muatan ruang pada FPs, WtypePs, wWwPs, dan WWWPs: (a) 3 kabel corona, (b) 7 kabel corona.

2.3 . Aliran fluida

Karena aliran laminar merupakan kasus yang ideal, maka untuk penelitian ini digunakan aliran turbulen. Aliran ini didefinisikan sebagai aliran tipe tidak dapat dimampatkan, stabil, dan turbulen, berdasarkan RNG- model sebagai Persamaan. (7) , (8) , dan (9) . Model k- epsilon adalah model turbulensi yang sederhana dan efisien secara komputasi yang cocok untuk banyak aplikasi industri, termasuk pengendap elektrostatis.

Di mana mewakili kepadatan fluida, (Pa) mendefinisikan tekanan, adalah viskositas dinamis , adalah matriks identitas , dan adalah gaya elektrohidrodinamik [27] .

2.4 . Pengisian partikel

Ada dua jenis mekanisme pengisian partikel yang terjadi ketika partikel aliran gas memasuki bagian inlet ESP, yaitu medan listrik dan mekanisme difusi mengisi partikel. Partikel debu diberi muatan oleh ion-ion yang bertabrakan dengannya dan oleh efek panas [10] . Model Lawless adalah representasi yang banyak digunakan untuk memperkirakan proses pengisian medan dan difusi pada partikel, model ini terutama mencakup partikel besar dan kecil sebagai Persamaan. (10) – (15) [22] , [27] , [29] .

Di mana menentukan waktu pengisian, adalah konstanta Boltzmann, mewakili nomor tagihan, dan adalah suhu ion ,

Di mana mewakili potensi diri partikel, mendefinisikan medan listrik tak berdimensi, adalah permitivitas relatif partikel , adalah fungsi pemasangan analitik yang bergantung pada , dan e adalah muatan dasar [27] , [30] .

2.5 . Kinetika partikel

Ketika partikel bermuatan bergerak melalui ESP, ini akan dipengaruhi oleh gaya listrik dan gaya mekanik akibat aliran fluida, setiap partikel akan dipengaruhi terutama oleh dua gaya ini, namun gravitasi tidak akan dipertimbangkan, kedua gaya ini didefinisikan dalam Persamaan. (17) . Pada tahap pertama, partikel akan mencoba mengikuti jalur aliran gas hingga bermuatan; ketika gaya-gaya listrik

ɛ

(7) (8)

(9)

(10)

(11)

ɛ (12)

ɛ

ɛ (13)

(14)

ɛ

(15)

(6)

berinteraksi, partikel-partikel bermuatan ini akan cenderung secepat mungkin mencapai pelat pengumpul akibat gaya tarik-menarik muatan yang berlawanan. Gerakan partikel ditentukan oleh hukum kedua Newton, lihat Persamaan. (17) .

Di mana (m) adalah posisi partikel, adalah kecepatan partikel , (kg) adalah massa partikel, dan (N) mendefinisikan gaya total pada partikel. Gaya tarik (N) ditentukan oleh Persamaan. (18) , yang mencakup koreksi yang ditentukan oleh model Cunningham- Millikan-Davis [27] , dan adalah gaya listrik didefinisikan oleh Persamaan. (20) ,

(s) mewakili respon kecepatan-waktu partikel sebagai Persamaan. (19) ; adalah kepadatan partikel; mendefinisikan koefisien koreksi drag; (m) adalah diameter partikel; adalah faktor koreksi Cunningham ; Dan adalah bilangan Reynolds , (C) adalah muatan dasar dan adalah jumlah akumulasi muatan pada partikel [4] , [20] , [27] .

2.6 . Pengumpulan partikel

Pengumpulan partikel menentukan efisiensi ESP, yang dihitung dengan teori probabilitas, dan Persamaan. (21) merupakan representasi cara menghitung efisiensi ESP tipe saluran yang bergantung pada panjang, jarak antara kawat korona dan salah satu pelat pengumpul, serta kecepatan partikel dan gas [31 ] , [32] .

Efisiensi pengumpulan ESP dapat sangat bervariasi tergantung pada beberapa faktor, seperti ukuran dan konsentrasi partikel, laju aliran gas, geometri elektroda , dan tegangan yang diterapkan ke elektroda. Untuk meningkatkan efisiensi ESP, presipitator pelat kawat harus meningkatkan arus kolektornya dengan mendekatkan kabel untuk mendapatkan kerapatan arus yang seragam dan tegangan permulaan korona yang lebih tinggi [33] . Jika rapat arus tidak seragam, penurunan jarak kawat-kawat dapat meningkatkan arus kolektor, dan efisiensi pengumpulan terbaik dicapai ketika jarak antara kawat dan pelat kawat berbeda [33] . Namun efisiensi pengumpulan partikel dalam pekerjaan ini dihitung dengan menghitung partikel yang terkumpul dan tidak terkumpul di saluran keluar ESP.

2.7 . Pengaturan jaring

Jumlah elemen yang lebih banyak terdapat di sekitar elektroda corona karena ukuran elektroda corona. Jaring jaring yang dihasilkan jauh lebih padat, terutama untuk menghitung gradien di bagian tersebut. Secara keseluruhan, terdapat 1.750, 3835 segi empat dan 13.094 , 28.271 elemen segitiga untuk -kasus Dan , masing-masing, mencakup area mesh 0,1079 , dan 0,1098 . Selain itu, terdapat 11.834 , 24.786 elemen segitiga dan 1.360.3004 segi empat, masing-masing, di kasus Dan , meliputi area mesh 0,1113 dan 0,1129 , masing-masing.

Untuk model aliran fluida, perlakuan dinding ditentukan oleh fungsi dinding. Tergantung pada nilai, fungsi empiris ini mulai berlaku;

ada tiga zona: sub-lapisan kental ( ), lapisan penyangga ( ), dan wilayah hukum log ( sampai 60) [34] . Disarankan untuk mencapai a nilai mendekati 1, sesuai dengan zona pertama. Struktur mesh dapat dilihat pada Gambar 4 . Jumlah lapisan batas ditentukan oleh untuk dinding. Ketebalan lapisan pertama adalah , dan faktor regangan lapisan batas sebesar 1,2. Sel pertama dapat didefinisikan berdasarkan persamaan berikut berdasarkan mekanika fluida pada lapisan inflasi [35] . Pertama, bilangan Reynolds ditentukan oleh sifat aliran fluida sebagai Persamaan. (22) , dimana adalah kepadatan, adalah kecepatan, adalah panjang ESP, dan adalah viskositas dinamis. Estimasi koefisien gesekan kulit diberikan oleh Persamaan. (23) , yang berlaku untuk

[35] .

Bagian selanjutnya adalah perhitungan tegangan geser dinding ,

Kecepatan gesekan dihitung dengan tegangan geser dinding.

(16) (17)

(18)

(19) (20)

(21)

(22) (23)

(24)

(25)

(7)

Tinggi ( ) antara pusat massa sel dan dinding dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan.

Ketinggian sel ditentukan oleh ( ), yang merupakan ketebalan lapisan pertama. Misalnya, dalam kasus yang ditunjukkan pada Gambar 4 , perkiraan nilai adalah 1,5 (untuk kasus studi lainnya, the nilainya berada di kisaran 1,5 dan 1,6), dan adalah . Berdasarkan literatur, kira-kira sampai 1 adalah target untuk hasil yang akurat.

Untuk memvalidasi uji mesh-independen, simulasi numerik dilakukan di -kasus untuk menganalisis distribusi rapat arus sepanjang ESP menggunakan tiga mesh berbeda yang terdiri dari , , Dan elemen, masing-masing [36] . Sebagai

perbandingan, dapat diamati bahwa terdapat variasi minimal dalam distribusi kerapatan arus pada tiga jenis jaring jaring yang berbeda, seperti digambarkan pada Gambar 5 .

Gambar 4 . Konstruksi mesh dengan elemen segitiga, case b untuk pelat tipe W bergelombang.

Unduh : Unduh gambar beresolusi tinggi ( KB) Unduh : Unduh gambar ukuran penuh Gambar 5 . Analisis sensitivitas.

3 . hasil dan Diskusi

Untuk memvalidasi temuan kami, kami mengusulkan untuk membandingkan distribusi potensial listrik dari simulasi dengan hasil eksperimen dari penelitian Penney [2] . Parameter geometri berikut digunakan untuk menentukan simulasi: radius kawat mahkota 0,15 mm, jarak antara dua mahkota 150 mm, lebar 228,6 mm, dan panjang 609,6 mm, yang digunakan dalam karya Penney, selain itu, kondisi simulasi tercantum dalam Tabel 1 . Hasil numerik yang diperoleh sesuai dengan data eksperimen yang ditunjukkan pada Gambar 6 . Di sisi lain, model numerik juga divalidasi terhadap data eksperimen Kihm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7 [37] , [38] .

(26) (27)

(8)

Gambar 6 . Perbandingan antara hasil numerik dengan data eksperimen distribusi potensial listrik antara elektroda pelepasan dan pengumpul.

Gambar 7 . Perbandingan antara hasil numerik dengan data eksperimen Kihm efisiensi pengumpulan dengan potensial listrik.

3.1 . Potensi listrik

Kabel Korona terkena potensial listrik yang diatur ke 45 kV saat pelat pengumpul dibumikan. Gambar 8 menunjukkan hasil distribusi potensial listrik untuk kasus wWwPs dan WWWPs dibandingkan dengan FPs dan WtypePs. Ketika Lww/Lwp 3, sebaran wWwPs memiliki nilai besaran yang lebih rendah jika dibandingkan dengan WWWPs, WtypePs, dan FPs. Perilaku yang sama terlihat ketika Lww/Lwp 1.2.

Gambar 8 . wWwPs dan WWWPs — Distribusi potensi listrik.

3.2 . Distribusi medan listrik di wWwPs dan WWWPs

Karena jarak yang lebih pendek, nilai medan listrik yang lebih tinggi, dan kepadatan muatan ruang diharapkan terjadi pada wWwPs dan WWWPs, bergantung pada teori bahwa jarak antara dua beda potensial listrik mempunyai hubungan terbalik dengan medan listrik.

Untuk membandingkan wWwP dan WWWP dengan model referensi, garis potong horizontal ditetapkan pada 50mm. Terkait FP, kasus wWwP dan WWWP memiliki nilai besaran yang jauh lebih tinggi. WWWPs memiliki nilai besaran yang hampir sama dengan WtypePs.

wWwPs, sebaliknya, meskipun memiliki nilai amplitudo yang sama dengan WWWPs, memiliki nilai besaran medan listrik yang lebih rendah. Distribusi medan listrik dalam kasus wWwPs lebih lancar dibandingkan dalam kasus WWWPs, yang jauh lebih curam, lihat Gambar 9 .

Gambar 9 . wWwPs dan WWWPs — Distribusi medan listrik.

3.3 . Distribusi rapat arus dan rapat muatan ruang

(9)

Gambar 10 , Gambar 11 mengilustrasikan caranya Dan didistribusikan masing-masing. wWwPs dan WWWPs menunjukkan nilai besaran rapat arus yang lebih tinggi, yang berarti energi listrik yang lebih tinggi akan digunakan jika WWWPs digunakan dalam praktik.

WWWP menunjukkan distribusi nilai kerapatan arus yang lebih curam dibandingkan wWwP, seperti yang terlihat pada kasus sebelumnya pada distribusi medan listrik.

Pertimbangkan FP; sebaran medan listriknya halus, sedangkan sebaran rapat arusnya lebih terombang-ambing. Namun dalam kasus wWwPs dan WWWPs, distribusi medan listrik dan rapat arus memiliki bentuk distribusi yang sama. Gambar 11 mengilustrasikan bagaimana kepadatan muatan ruang didistribusikan untuk kasus target kami, distribusinya lebih lancar daripada medan listrik atau kepadatan arus. Faktanya, model wWwPs menunjukkan besaran nilai yang lebih tinggi daripada WWWPs, yang akan disorot dalam kesimpulan.

Gambar 10 . wWwPs dan WWWPs — Distribusi kepadatan saat ini.

Gambar 11 . wWwPs dan WWWPs — Distribusi kepadatan muatan ruang.

3.4 . Efisiensi pengumpulan partikel

Hasil efisiensi pengumpulan partikel dari model wWwPs dan WWWPs ditunjukkan pada Gambar 12 . Kisaran partikel ditentukan pada kisaran radius 0,01− , untuk membedakan efisiensi pengumpulan partikel bentuk U versus radius partikel. Apalagi hasil FP

dijadikan acuan. Pengisian partikel dapat terjadi melalui dua mekanisme: pengisian lapangan dan pengisian difusi. Partikel besar sebagian besar diisi melalui pengisian medan, yang bergantung pada medan listrik. Berdasarkan literatur, partikel lebih besar dari - radius dipengaruhi oleh pengisian medan, dan partikel lebih kecil dari dengan pengisian difusi. Kedua mekanisme pengisian berlaku antara kisaran ini, 0,1– radius. Selain itu, sebagian besar partikel dikumpulkan di luar kisaran ini, yang menghasilkan efisiensi pengumpulan partikel pada tingkat tinggi tetapi tidak pada saat kedua mekanisme pengisian berinteraksi. Penurunan rasio Lww/Lwp dapat meningkatkan efisiensi penghilangan partikel besar karena meningkatkan medan listrik di area pelat pengumpul, sehingga membantu pengisian medan partikel besar. Pengisian partikel kecil terutama terjadi melalui pengisian difusi, dan tingkat serta laju muatan partikel bergantung pada durasi dan kepadatan muatan. Ketika rasio Lww/Lwp menurun, kerapatan muatan menurun, namun wilayah dengan kerapatan muatan tinggi meluas, yang awalnya menyebabkan peningkatan efisiensi penghilangan partikel kecil, namun penurunan lebih lanjut pada rasio Lww/Lwp mengakibatkan penurunan efisiensi. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa WtypePs dapat meningkatkan efisiensi, dan model WWWPs memberikan hasil yang sama. Namun, wWwP meningkatkan tingkat efisiensi untuk berbagai kasus radius partikel.

(10)

[ ]

Gambar 12 . wWwPs dan WWWPs — Efisiensi pengumpulan partikel.

4 . Kesimpulan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi kombinasi pelat pengumpul tipe W dan bergelombang karena kinerjanya dalam meningkatkan tingkat efisiensi, seperti yang dijelaskan dalam penelitian sebelumnya. Selain itu, sifat kelistrikan ESP ditunjukkan dengan kesimpulan utama sebagai berikut:

• Model WWWPs berperilaku seperti model WtypePs, penegasan ini didukung dengan membandingkan distribusi medan listrik, rapat muatan ruang, rapat arus, dan efisiensi pengumpulan partikel.

• Simulasi numerik dapat mendukung penelitian masa depan mengenai topik ini; Proposal baru sedang diteliti, yang akan berkontribusi pada peningkatan efisiensi pengumpulan partikel.

• Model WWwPs memberikan hasil yang jauh lebih baik untuk efisiensi pengumpulan partikel. Kemudian, kita dapat menyoroti model ini untuk penelitian selanjutnya.

• Kepadatan muatan ruang untuk wWwPs memiliki nilai magnitudo yang lebih tinggi dibandingkan WWWPs, yang secara langsung mempengaruhi hasil pengumpulan partikel.

Terakhir, penelitian ini terhubung dengan penelitian ESP lainnya di departemen kami; pendekatan ESP baru sedang diteliti. Memang, tujuan dari penelitian ini adalah untuk memberikan dukungan bagi penelitian masa depan mengenai subjek ini. FP, WtypeP, wavyP, dan segitiga semuanya telah dipelajari dalam karya sebelumnya. Oleh karena itu, akan diusulkan model-model baru, seperti penataan kabel corona menggunakan wWwPs.

Deklarasi Kepentingan Bersaing

Para penulis menyatakan bahwa mereka tidak mempunyai kepentingan finansial atau hubungan pribadi yang saling bersaing yang dapat mempengaruhi pekerjaan yang dilaporkan dalam makalah ini.

Ucapan Terima Kasih

Beasiswa Stipendium Hungaricum mendanai pekerjaan ini.

Artikel yang direkomendasikan

Ketersediaan data

Data akan tersedia berdasarkan permintaan.

Referensi

Fujishima H. , Ueda Y. , Tomimatsu K. , Yamamoto T.

Elektrohidrodinamika pengendap elektrostatis elektroda berduri J. Elektrost. , ( ) ( ) , hal. - , . /j.elstat. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Dia Z. , Dass E.T.

Korelasi parameter desain dengan kinerja alat pengendap elektrostatis. Bagian I. Pengembangan dan validasi model 3D

Aplikasi. Matematika. Model. , ( ) , hal. - , . /j.apm. . . Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Yang Z. , Zheng C. , Zhang X. , Chang Q. , Weng W. , Wang Y. , Gao X.

Penghapusan aerosol asam sulfat yang sangat efisien dengan gabungan pengendap elektrostatis basah Adv.RSC. , ( ) ( ) , hal. - , . /c ra b

Lihat di Scopus beasiswa Google Zhou W. , Jiang R. , Sun Y. , Chen B. , Liu B.

Studi karakteristik medan multifisik dari pengendap elektrostatis dengan elektroda pengumpul yang berbeda Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google

(11)

[ ]

PUTIH H.J.

Curah Hujan Elektrostatis Industri

Addison Wesley Publishing Company, Inc. , Amerika Serikat ( ) beasiswa Google

HJ Putih

Desain pengendap

J. Polusi Udara. Asosiasi Kontrol. , ( ) ( ) , hal. - , . / . . Lihat di Scopus beasiswa Google

Böttner C.U.

Peran kerapatan muatan ruang dalam proses partikulat pada contoh pengendap elektrostatis Teknologi Serbuk. , – ( ) , hal. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Adamiak K.

Model numerik dalam simulasi pengendap elektrostatis pelat kawat: Tinjauan J. Elektrost. , ( ) ( ) , hal. - , . /j.elstat. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Parker K.

Presipitasi Elektrostatis Terapan. sl Springer Sains & Media Bisnis ( ) beasiswa Google

HJ Putih

Pengisian partikel dalam pengendap elektrostatis berwarna putih ( ) , hal. -

Lihat di Scopus beasiswa Google P.A. _

Batas pengisian partikel, hubungan simetri, dan model laju pengisian analitik untuk rezim kontinum J. Ilmu Aerosol. , ( ) ( ) , hal. - , . / - ( ) -

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Choi H.Y. , Park Y.G. , Ha SAYA.

Simulasi numerik efek pelat pengumpul bergelombang pada kinerja alat pengendap elektrostatis Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Gao W. , Wang Y. , Zhang H. , Guo B. , Zheng C. , Guo J. , Gao X. , Yu A.

Simulasi numerik migrasi partikel pada electrostatic precipitator dengan konfigurasi elektroda berbeda Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Wen T.-Y. , Krichtafovitch I. , Mamishev A.V.

Studi numerik tentang pengendap elektrostatik dengan mekanisme perangkap partikel baru J. Ilmu Aerosol. , ( ) , hal. -

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Zhu Y. , Gao M. , Chen M. , Shi J. , Shangguan W.

Simulasi numerik proses penangkapan partikel halus dalam pengendap elektrostatik dengan pertimbangan aliran elektrohidrodinamika

Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . . Lihat PDF Lihat artikel beasiswa Google

Shen H. , Yu W. , Jia H. , Kang Y.

Aliran elektrohidrodinamik dalam presipitator elektrostatik dari lima elektroda pengumpul berbentuk J. Elektrost. , ( April ) ( ) , hal. - , . /j.elstat. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google

Wang Y. , Zhang H. , Gao W. , Shao L. , Wu Z. , Zhao Z. , Ge C. , Hu D. , Zheng C. , Gao X.

(12)

[ ]

Meningkatkan penghilangan partikel melalui alat pengendap elektrostatis dengan mengoptimalkan susunan kawat mahkota

Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . . Lihat PDF Lihat artikel beasiswa Google

Tong Y. , Liu L. , Zhang L. , Bu S. , Chen F. , Shao W. , Feng C. , Xu W. , Qi S. , Fu L.

Pemisahan partikulat halus menggunakan alat electrostatic precipitator honeycomb tube yang dilengkapi dengan elektroda arista

September Purif. Teknologi. , ( November ) ( ) , Pasal , . /j.seppur. . Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google

Ko J.H. , Ihm S.K.

Model dua dimensi untuk partikel polidispersi pada laju migrasi efektif pengendap elektrostatis dengan jarak pelat lebih lebar

Sains Aerosol. Teknologi. , ( ) ( ) , hal. - , . / Lihat di Scopus beasiswa Google

Dong M. , Zhou F. , Zhang Y. , Shang Y. , Li S.

Studi numerik tentang pengisian partikel halus dan perilaku transportasi dalam pengendap elektrostatis Teknologi Serbuk. , ( ) , hal. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Sobat A. , Dixit A. , Srivastava A.K.

Perancangan dan optimalisasi bentuk sistem pengendap elektrostatis Materi. Hari ini: Proc. , ( ) , hal. - , . /j.matpr. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Wang X.

Pengaruh distribusi kawat korona terhadap karakteristik pengendap elektrostatis Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Fayyad M.B. , Asipuela A. , Ivancsy T.

Pengaruh distribusi kawat korona dengan pelat pengumpul segitiga terhadap karakteristik pengendap elektrostatis IEEE ( ) , hal. - , . /Diagnostika . .

beasiswa Google

Asipuela A. , Fayyad M.B. , Tamas I.

Pengaruh posisi dan radius kawat mahkota pada ESP tipe saluran dengan pelat pengumpul bergelombang IJEETC , ( ) , hal. - , _ _ . /ijeetc. . . -

beasiswa Google

Fayyad M.B. , González A.A. , Ivancsy T.

Pengaruh distribusi kawat korona dengan pelat pengumpul tipe W terhadap karakteristik pengendap elektrostatis ( )

beasiswa Google

Fayyad M.MB , González A.GA , Iváncsy T.

Studi numerik elektroda pengumpul bergelombang dengan berbagai bentuk elektroda korona

Konferensi dan Lokakarya Internasional ke- IEEE ÓBuda on Electrical and Power Engineering (CANDO-EPE) , IEEE ( ) , hal. -

beasiswa Google Multiﬁsika C.

Pengendap elektrostatis ( )

URL https://www.comsol.com/model/electrostatic-precipitator-71361 beasiswa Google

Pemodelan Bergantung Waktu dan Simulasi Pelepasan Korona pada Precipitator Elektrostatik, Proyek gelar, tingkat master

Universitas Linnaeus ( ) , hal.

(13)

[ ]

URL http://lnu.diva-portal.org/smash/get/diva2:707884/FULLTEXT01.pdf beasiswa Google

Rubinetti D. , Weiss D. , Egli W.

Pelepasan Corona - pendekatan numerik yang digabungkan sepenuhnya diverifikasi dan divalidasi Int. J. Multiﬁs. , ( ) ( ) , hal. - , . / - . . .

Lihat di Scopus beasiswa Google

Zheng C. , Zhang X. , Yang Z. , Liang C. , Guo Y. , Wang Y. , Gao X.

Simulasi numerik perilaku lucutan korona dan transpor partikel dengan efek muatan ruang partikel J. Ilmu Aerosol. , ( ) , hal. -

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Li S. , Huang Y. , Zheng Q. , Deng G. , Yan K.

Model numerik untuk memprediksi efisiensi pengumpulan partikel dari pengendap elektrostatis Teknologi Serbuk. , ( ) , hlm. - , . /j.powtec. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google Świerczok A. , Jȩdrusik M.

Efisiensi pengumpulan model ESP - perbandingan hasil eksperimen dan perhitungan menggunakan model deutsch J. Elektrost. , ( Desember ) ( ) , hal. - , . /j.elstat. . .

Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google F.K. _ , Abd Hamood A.

Efisiensi Pengumpulan Precipitator Elektrostatis Saluran Kawat Penerbitan Akademik LAP Lambert ( )

beasiswa Google

Ariﬀ M. , Salim S.M. , Cheah S.C.

Pendekatan dinding y+ untuk menangani aliran turbulen pada kubus yang dipasang di permukaan: bagian 2 – bilangan Reynolds tinggi

Prosiding Konferensi Internasional Ketujuh tentang CFD di Industri Mineral dan Proses , CSIRO , Melbourne, Australia ( ) beasiswa Google

A. Wimshurst, Mekanika Fluida 101 Kalkulator. URL dokumen PDF https://www.fluidmechanics101.com/pdf/calculators.pdf . beasiswa Google

Varshney A. , Mishra N.K. , Das R.

Peningkatan efisiensi pengumpulan untuk menangkap partikel submikron yang dipancarkan dari pembakaran biomassa: desain baru dari alat pengendap elektrostatis pelat bergelombang setengah lingkaran

Percakapan Biomassa. Bioreﬁnery ( ) , . /s - - -

beasiswa Google

Kılıç M. , Mutlu M. , Altun A.F.

Simulasi numerik dan evaluasi analitis efisiensi pengumpulan partikel dalam gas oleh pengendap elektrostatis pelat kawat

Aplikasi. Sains. (Swiss) , ( ) , . /aplikasi beasiswa Google

Lu Q. , Yang Z. , Zheng C. , Li X. , Zhao C. , Xu X. , Gao X. , Luo Z. , Ni M. , Cen K.

Simulasi numerik tentang perilaku pengisian dan pengangkutan partikel halus dalam alat pengendap elektrostatis pelat kawat

Adv. Teknologi Serbuk. , ( ) , hal. - , . /j.apt. . . Lihat PDF Lihat artikel Lihat di Scopus beasiswa Google

Dikutip oleh (1)

Pengaruh distribusi kawat korona dengan pelat pengumpul tipe W terhadap karakteristik pengendap elektrostatis , Jurnal Elektrostatika

(14)

Tampilkan abstrak

Semua konten di situs ini: Hak Cipta © Elsevier BV, pemberi lisensi, dan kontributornya. Semua hak dilindungi undang-undang, termasuk hak untuk penambangan teks dan data, pelatihan AI, dan teknologi serupa. Untuk semua konten akses terbuka, ketentuan lisensi Creative Commons berlaku.