一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法及裝置，所述方法包括：建立粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與沉積位置之間的映射關(guān)系；獲取外界輸入的多個(gè)粉塵顆粒的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并根據(jù)所述映射關(guān)系獲得各粉塵顆粒沉積形成塵餅時(shí)的沉積位置；利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息。如此方案，無(wú)需引入過(guò)多假設(shè)條件，就可真實(shí)反映顆粒在電除塵器中的實(shí)際情況，保證提取出的塵餅結(jié)構(gòu)特性的準(zhǔn)確性，通過(guò)這種定性、定量分析的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵沉積及塵餅生成過(guò)程的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
【專利說(shuō)明】一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電除塵器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 電除塵器具有處理能力強(qiáng)、能耗低、操作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在火力發(fā) 電、冶金、煉鋼、化工等行業(yè)，進(jìn)行煙氣凈化或回收有價(jià)物質(zhì)等工藝過(guò)程中。電除塵器的工作 原理可以理解為：電除塵器的電暈極在直流高壓作用下將周圍氣體電離，如此，粉塵顆粒隨 煙氣進(jìn)入電除塵器時(shí)，就會(huì)在電場(chǎng)中荷電，進(jìn)而在電場(chǎng)力的作用下向電除塵器的收塵極運(yùn) 動(dòng)，吸附沉積在收塵極板上，實(shí)現(xiàn)粉塵與煙氣分離的目的。
[0003] 隨著粉塵的不斷沉積，會(huì)在收塵極上形成塵餅，導(dǎo)致電除塵器的電場(chǎng)區(qū)域的電場(chǎng) 強(qiáng)度下降，降低電除塵器的除塵效率；此外，當(dāng)粉塵沉積到一定厚度時(shí)，還很容易引發(fā)反電 暈放電現(xiàn)象，致使電除塵器的除塵效率急劇下降。如此可見(jiàn)，粉塵沉積以及塵餅生成均會(huì)對(duì) 電除塵器的除塵效率產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，然而，目前人們對(duì)粉塵沉積形成塵餅的過(guò)程了 解的并不充分，僅能在塵餅生成后測(cè)量得到塵餅堆積密度等宏觀特性，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)塵餅 生成的定量分析及預(yù)測(cè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法及裝置，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵沉積及塵餅生成 過(guò)程的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
[0005] 為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0006] 一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法，所述方法包括：
[0007] 建立粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與沉積位置之間的映射關(guān)系；
[0008] 獲取外界輸入的多個(gè)粉塵顆粒的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并根據(jù)所述映射關(guān)系獲得各粉塵 顆粒沉積形成塵餅時(shí)的沉積位置；
[0009] 利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息。
[0010] 優(yōu)選的，所述建立粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與沉積位置之間的映射關(guān)系，包括：
[0011] 根據(jù)各粉塵顆粒在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的受力情況，計(jì)算獲得粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括運(yùn)動(dòng)位置、運(yùn)動(dòng)速度和角速度；
[0012] 判斷各粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)速度與角速度是否為零，如果是，則將所述運(yùn)動(dòng)位置確定 為所述沉積位置；如果否，則按預(yù)設(shè)時(shí)間步長(zhǎng)確定下一時(shí)間點(diǎn)，并執(zhí)行所述計(jì)算獲得粉塵顆 粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟。
[0013] 優(yōu)選的，若所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為水平運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則粉塵顆粒的受力情況為：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取方法，其特征在于，所述方法包括： 建立粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與沉積位置之間的映射關(guān)系； 獲取外界輸入的多個(gè)粉塵顆粒的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并根據(jù)所述映射關(guān)系獲得各粉塵顆粒 沉積形成塵餅時(shí)的沉積位置； 利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與沉積位 置之間的映射關(guān)系，包括： 根據(jù)各粉塵顆粒在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的受力情況，計(jì)算獲得粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)包括運(yùn)動(dòng)位置、運(yùn)動(dòng)速度和角速度； 判斷各粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)速度與角速度是否為零，如果是，則將所述運(yùn)動(dòng)位置確定為所 述沉積位置；如果否，則按預(yù)設(shè)時(shí)間步長(zhǎng)確定下一時(shí)間點(diǎn)，并執(zhí)行所述計(jì)算獲得粉塵顆粒的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為水平運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則粉塵 顆粒的受力情況為：
其中，Hli為粉塵顆粒i的質(zhì)量，Vi為粉塵顆粒i的移動(dòng)速度，$為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆 粒i的法向力，r為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆粒i的切向力，Ifw為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆粒i的 范德華力，fT為粉塵顆粒i受到的電場(chǎng)力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，若所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則粉塵 顆粒的受力情況為：
其中，Ii為粉塵顆粒i的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Oi為粉塵顆粒i的角速度，R u為粉塵顆粒j與粉 塵顆粒i的中心距，1I為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆粒i的切向力，Ryx FiJ為,產(chǎn)生的扭矩，T1;為 粉塵顆粒i與粉塵顆粒j旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦扭矩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉塵顆粒的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括：初始 位置Stl、初始移動(dòng)速度V tl = 0、初始角速度Coci = 0,且各粉塵顆粒之間無(wú)接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，若所述結(jié)構(gòu)特性信息為堆積密 度，則所述利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息，包括： 根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，獲取預(yù)設(shè)體積內(nèi)的粉塵顆粒數(shù)； 利用所述粉塵顆粒數(shù)、及各粉塵顆粒的質(zhì)量計(jì)算得到所述堆積密度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，若所述結(jié)構(gòu)特性信息為配位 數(shù)，則所述利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息，包括： 若所述配位數(shù)為各粉塵顆粒對(duì)應(yīng)的配位數(shù)，則根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，獲取與粉塵 顆粒i的中心距不大于二者半徑之和的粉塵顆粒的數(shù)目Ni,得到所述塵餅中粉塵顆粒i對(duì) 應(yīng)的的配位數(shù)； 或者， 若所述配位數(shù)為所述塵餅對(duì)應(yīng)的配位數(shù)，則根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，獲取與粉塵顆 粒i的中心距不大于二者半徑之和的粉塵顆粒的數(shù)目Ni ;計(jì)算得到所述塵餅對(duì)應(yīng)的配位數(shù)
，其中，m為粉塵顆粒的總數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，若所述結(jié)構(gòu)特性信息為徑向分 布函數(shù)，則所述利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息，包括： 根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，統(tǒng)計(jì)粉塵顆粒i周邊指定距離內(nèi)出現(xiàn)其它粉塵顆粒的概 率，得到所述徑向分布函數(shù)。
9. 一種塵餅結(jié)構(gòu)特性提取裝置，其特征在于，所述裝置包括： 映射關(guān)系建立單元，用于建立粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與沉積位置之間的映射關(guān)系； 沉積位置獲得單元，用于獲取外界輸入的多個(gè)粉塵顆粒的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并根據(jù)所述 映射關(guān)系獲得各粉塵顆粒沉積形成塵餅時(shí)的沉積位置； 提取單元，用于利用各粉塵顆粒的沉積位置提取獲得所述塵餅的結(jié)構(gòu)特性信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述映射關(guān)系建立單元包括： 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)計(jì)算單元，用于根據(jù)各粉塵顆粒在當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的受力情況，計(jì)算獲得粉塵顆 粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括運(yùn)動(dòng)位置、運(yùn)動(dòng)速度和角速度； 判斷單元，用于判斷各粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)速度與角速度是否為零，如果是，則將所述運(yùn)動(dòng) 位置確定為所述沉積位置；如果否，則按預(yù)設(shè)時(shí)間步長(zhǎng)確定下一時(shí)間點(diǎn)，并通知所述運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)計(jì)算單元執(zhí)行所述計(jì)算獲得粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，若所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為水平運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則所 述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)如下受力情況計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：
其中，Hli為粉塵顆粒i的質(zhì)量，Vi為粉塵顆粒i的移動(dòng)速度，If為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆 粒i的法向力，F(xiàn)J為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆粒i的切向力，可為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆粒i的 范德華力，：為粉塵顆粒i受到的電場(chǎng)力。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，若所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則所 述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)計(jì)算單元根據(jù)如下受力情況計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：
其中，Ii為粉塵顆粒i的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，Oi為粉塵顆粒i的角速度，Ru為粉塵顆粒j與粉 塵顆粒i的中心距，1?為粉塵顆粒j對(duì)粉塵顆粒i的切向力，Rijxff為If產(chǎn)生的扭矩，1| 為粉塵顆粒i與粉塵顆粒j旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦扭矩。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9?12任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，若所述結(jié)構(gòu)特性信息為堆積 密度，則所述提取單元包括： 第一獲取單元，用于根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，獲取預(yù)設(shè)體積內(nèi)的粉塵顆粒數(shù)； 堆積密度計(jì)算單元，用于利用所述粉塵顆粒數(shù)、及各粉塵顆粒的質(zhì)量計(jì)算得到所述堆 積密度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9?12任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 若所述結(jié)構(gòu)特性信息為各粉塵顆粒對(duì)應(yīng)的配位數(shù)，則所述提取單元包括： 第二獲取單元，用于根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，獲取與粉塵顆粒i的中心距不大于二 者半徑之和的粉塵顆粒的數(shù)目Ni，得到所述塵餅中粉塵顆粒i對(duì)應(yīng)的的配位數(shù)； 或者， 若所述結(jié)構(gòu)特性信息為所述塵餅對(duì)應(yīng)的配位數(shù)，則所述提取單元包括：
第二獲取單元，用于根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，獲取與粉塵顆粒i的中心距不大于二 者半徑之和的粉塵顆粒的數(shù)目Ni; 配位數(shù)計(jì)算單元，用于計(jì)算得到所述塵餅對(duì)應(yīng)的配位數(shù) ，其中，m為粉塵 顆粒的總數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9?12任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，若所述結(jié)構(gòu)特性信息為徑向 分布函數(shù)，則 所述提取單元，具體用于根據(jù)粉塵顆粒的沉積位置，統(tǒng)計(jì)粉塵顆粒i周邊指定距離內(nèi) 出現(xiàn)其它粉塵顆粒的概率，得到所述徑向分布函數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104268306SQ201410379329
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】郭俊, 楊思源, 董科軍, 余艾冰, 蘇寅彪, 葉興聯(lián), 李立鋒 申請(qǐng)人:福建龍凈環(huán)保股份有限公司, 澳大利亞顆粒技術(shù)咨詢有限公司