3D numerical study of wire-cylinder precipitator for collecting ultrafine particles from Diesel exhaust

• Autorzy: Farnoosh N. , Castle G.S.P. , Adamiak K.

Warianty tytułu

PL

Trójwymiwrowa analiza numeryczna elektrofiltru typu przewód-cylinder do wyłapywania bardzo dronych cząsteczek ze spalin silnika Disla

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A precipitator section is modeled numerically in 3D to determine the collection efficiency for diesel exhaust particulates. It consists of a circular tube and a wire electrode mounted at the center of the tube, supplied with a negative high de voltage, while the tube is electrically grounded. The analytical solutions of Poisson and current continuity equations are implemented to obtain the ionic space charge density and electric potential distributions in the channel. Commercial CFD FLUENT software is used to solve the turbulent flow mode. Effects of some electrical characteristics of diesel exhaust particulates on collection efficiency are assessed.

PL

Jedna sekcja elektrofiltru została zamodelowana numerycznie w celu wyznaczenia sprawności wyłapywania cząstek ze spalin silnika Diesla. Elektrofiltr składa się z uziemionej cylindrycznej rury i cienkiej elektrody zasilanej wysokim napięciem ujemnym. Do obliczeń wykorzystano analityczne rozwiązanie równania Poissona i równania ciągłości ładunku oraz komercyjny software FLUENT do obliczeń przepływu gazu. Cząstki były ładowane w wyniku łącznych mechanizmów polowych i dyfuzyjnych. Zbadany został efekt niektórych parametrów procesu na sprawność filtrowania.

Słowa kluczowe

EN

electrostatic precipitators; electrohydrodynamics; corona discharge; particle trajectories; collection efficiency

PL

elektrofiltry; elektrohydrodynamika; wyładowanie koronowe; trajektorie cząstek; sprawność osadzania

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 2
• Strony: 49--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Farnoosh N.

autor

Castle G.S.P.

autor

Adamiak K.

• University of Western Ontario, Department of Electrical and Comp. Eng.,

Bibliografia

• [1] Desantes J.M., Margot X., Gil A., Fuentes E.: Computational study on the deposition of ultrafine particles from Diesel exhaust aerosol. J. Aerosol Sci., vol. 37/2006, pp. 1750 - 1769.
• [2] Saiyasitpanich P., Keener T.C., Lu M ., Khang S.-J., Evans D.E.: Collection of ultrafine diesel particulate maller (DPM) in cylindrical single-stage wet electrostatic precipitators. Environ. Sci. Technol., vol. 40/2006, pp. 7890-7895.
• [3] Saiyasitpanich P., Keener T.C., Khang S.-J., Lu M.: Removal of diesel particulate matter (DPM) in a tubular wet electrostatic precipitator. J. Electrostat., vol. 65/2007, pp. 618-624.
• [4] Wadenpohl C., Loffler F.: Electrostatic agglomeration and centrifugal separation of diesel soot particles, Chem. Eng. Process., vol. 33/1994, pp. 371-377.
• [5] Boichot R., Bemis A., E. Gonze, Treatment of diesel particles using an electrostatic agglomerator under negative DC corona: a modeling and experimental study, I EEE Trans. Plasma Sci ., vol. 35/2007, pp. 675-692.
• [6] Boichot R., Bemis A., Gonze E., Agglomeration of diesel particles by an electrostatic agglomerator under positive DC voltage: Experimental study , J. Electrostat., vol. 66/2008, pp. 235-245.
• [7] Sung B.-J., Aly A., Lee S.-H ., Takashima K., Kastura S., Mizuno A .: Fine­ particle collection using an electrostatic precipitator equipped with an electrostatic flocking filter as the collecting electrode, Plasma Processes Polym., vol. 3/2006, pp. 661-667.
• [8] Hayashi H., Takasaki Y., Kawahara K., Takenaka T., Takashima K., Mizuno A.: Electrostatic charging and precipitation of diesel soot, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 47/2011 , pp. 331 -335.
• [9] Marquard A., Kasper M., Meyer J., Kasper G.: Nanoparticle charging efficiencies and related charging conditions in a wire-tube ESP at DC energization, J. Electrostat., vol. 63/2005, pp. 693-698.
• [10] Tilmatine A., Gouri R., Miloua F., Kadous N., Medles K., Dascalescu L.: Optimization of the intermittent operation of a wire-cylinder electrostatic precipitator, J. Phys.: Conf. Ser., vol. 142/2008, pp. 12-19.
• [11] Kuroki T., lshidate M., Okubo M., Yamamoto T.: Charge-to-mass ratio and dendrite structure of diesel particulate matter charged by corona discharge , CARBON, vol. 48/2010, pp. 184-190.
• [12] Deutsch W.: Bowegung und ladung der elektrizitatstrager in zylinder kondensator, Annal. Phys., vol. 68/1922, pp. 335-344.
• [13] Janischewskyj W., Gela G.: Finite element solution for electric fields of coronating de transmission lines, I EEE Trans. Power Appar. Syst., vol. 98/ 1979, pp. 1000-1012.
• [14] Farnoosh N., Adamiak K., G.S.P. Castle G.S.P.: 3-D numerical analysis of EHD wire-plate ESP, J. Electrostat. , vol. 68/2010, pp. 513-522.
• [15] Baghaei Lakeh R., Molki M.: Pallerns of airflow in circular tubes caused by a corona jet with concentric and eccentric wire electrodes, J. Fluids Eng., vol. 132/2010, DOI : 10.1115/1.4002008.
• [16] Mizuno A.: Electrostatic precipitation, IEEE Trans. Dielectr. Electr. lnsul. , vol. 7/2000, pp. 615-624.