胡捷，文建萍，黎波，杨卫平，肖志锋

(1. 江西农业大学工学院，南昌市，330045； 2. 江西省畜牧设施技术开发工程研究中心，南昌市，330045)

0 引言

猪场中的颗粒物可分为细颗粒物(PM2.5，空气动力学直径分别≤2.5 μm)和可吸入颗粒物[1]，其中PM2.5是细菌、病毒传播的载体，产生巨大的危害[2-3]。此外，细菌、病毒、NH3会吸附在猪舍PM2.5表面发生物理和化学反应形成危害性更强的二次污染[4-7]。因此，猪舍颗粒污染物脱除关系到舍内外人畜健康及周边环境空气质量。

猪舍EP可对颗粒物进行有效脱除[8-9]。吴新构建了一套EP系统，在保育猪舍内进行试验，结果表明该系统能够去除70%的粉尘；王树华等[10]在保育猪舍内使用3DDF-450型EP系统，与对照猪舍相比后发现该系统最大可降低72.59%的舍内TSP浓度(P<0.01)。然而，上述试验结果同时表明EP对细颗粒PM2.5的脱除效率比大颗粒要低。EP对猪舍颗粒污染物的捕集能力与EP内电场和流场特性密切相关[11]。但是，强电场的存在给EP内含尘气体的流动和颗粒输运的直接测量带来极大的困难[11]。在此情况下，数值模拟成为揭示猪舍EP内输运行为，实现猪舍EP对细颗粒脱除工艺优化的有效工具[12-13]。

本文针对猪舍细颗粒PM2.5脱除效率低的问题，重点开展颗粒在EP内的输运行为研究。将采用多场耦合数值方法，分析猪舍线板型EP内电场、流场和细颗粒运动的特性，通过可视化试验验证电晕线电压、流场流速对细颗粒物捕集效率的控制规律，提高猪舍空气质量。

1 设计与方法

1.1 工作原理

静电除尘器(Electrostatic precipitator, EP)主要由电晕线(Corona wire, CW)、捕尘极板(Collecting plate, CP)、气溶胶通道、静电控制组件等组成，该器件又称为静电空间电荷系统(Electrostatic Space Charge System， ESCS)。ESCS系统一般安装在天花板等不易接触的位置，对人畜无干扰、维护要求低，如图1所示。在当下集约化、封闭化的猪舍中，大气中的含尘空气通过进风系统进入猪舍中，含尘气流混合猪舍内产生的颗粒污染物通过舍内空气流动进入ESCS系统入口，由电晕效应使得颗粒带电，颗粒物或粉尘在电场力和流体曳力的共同作用下向捕尘极板聚集，实现颗粒污染物的吸附。……