液滴变形调控荷电水雾吸附细颗粒物效应研究

本文主要探讨了液滴变形如何影响荷电水雾对细颗粒物的吸附效率。作者王军锋、谢立宇、霍元平和左子文来自江苏大学能源与动力工程学院，针对这一问题进行了深入研究。他们的研究始于对三维空间中液滴周围细颗粒物运动方程的无量纲化处理，这是为了更好地理解影响细颗粒物行为的关键参数，如斯托克斯数(Stokes number，衡量颗粒物受粘性力影响与重力抗衡的程度)和库仑数(Coulomb number，衡量静电势对颗粒物运动的影响)。 通过建立一个数值模型，该模型考虑了液滴变形对电场的影响以及静电力和气动力的共同作用，研究人员模拟了不同形状状态的荷电液滴周围细颗粒物的运动。研究发现，斯托克斯数的增加有利于惯性碰撞沉积，即颗粒物通过与液滴的直接撞击而被吸附；而库仑数的增大则促进了静电沉积，即由于电荷吸引力导致颗粒物向液滴移动并附着。 特别地，当液滴呈长椭球形且其长轴与气流运动方向平行时，它会减弱惯性碰撞沉积的效果，但有助于静电沉积。反之，如果长轴与气流垂直，则会增强惯性碰撞沉积，而抑制静电沉积。液滴的变形率大小直接影响这种效应的强度，变形率越高，液滴对沉积的影响在不同角度下表现得越明显。 本文的研究不仅有助于深化对荷电水雾技术在空气净化中的理解，还为优化颗粒物捕集设备的设计提供了科学依据。整个研究采用了计算流体力学方法，关注的是多相流中的复杂动力学行为，因此，它对环境工程、微流控技术和颗粒物控制等领域具有重要的理论和实际价值。该研究成果发表在中国科技论文在线上，具有较高的学术首发意义。