.160 工程科学学报，第42卷，第2期 10 (a) 30 (b) 8 B=0.05T ◆-B=0.04T -■-=0.5T,B=0.05T B=0.03T ●-H=0.5T.B=0.04T 6 -B=0.02T ▲-=0.5T,B=0.03T B=0.011 10 H=0.5T,B=0.02T -=0.5T.B=0.01T 2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 v/(m-s-) v/(m-s-) 图10不同人口风速与捕集效率关系图(d,=1.0m.(a)磁性纤维产生的磁场：(b)高梯度磁场 Fig.10 Relation between different inlet velocity speeds and collection efficiencies (d=1.0 um):(a)magnetic field generated by magnetic fiber;(b)high- gradient magnetic field (a) 0.1ms 0.2m-s 0.3ms 0.4m-s 0.5ms 一一 (b) 0.1m-s1 0.2m-s1 0.3ms 0.4m-s 0.5ms 图11不同入口风速下粉尘在磁场中的运动轨迹(d。=1.0um).(a)磁性纤维产生的磁场-0.05T:(b)高梯度磁场=0.5T,B=0.05T Fig.11 Movement trajectory of dust in magnetic field at different inlet velocity speeds(d,=1.0 um):(a)magnetic field generated by magnetic fiber (B=0.05 T);(b)high-gradient magnetic field (H=0.5 T,B=0.05 T) 小，这是因为当颗粒接近磁性纤维时，虽然在斥力 因为，当磁感应强度较小时，此时磁场虽然很弱 区所受的斥力相同，但是颗粒速度越大，运动状态 但磁场力的出现会显著增加纤维对颗粒的捕集， 越不易改变，在斥力区运动的时间越长，导致斥力 因此增长率不会随粒径增加而减小.随着磁感应 区的“空腔”缩小 强度的继续增加，磁场增强，但磁场力的变化相比 2.4粉尘粒径对PM25捕集性能的影响 之前减弱，且纤维捕集面的面积一定，因此捕集效 图12(a)为磁性纤维对不同粉尘粒径的捕集 率的增长率会减小 效率关系图，如图所示，当B=0.01~0.05T时，磁性 图12(b)为高梯度磁场分离过程中，磁性纤维 单纤维对PM25的捕集效率随粒径的增加而增大 对不同粉尘粒径捕集效率关系图，由图可知，当 这是因为磁性纤维周围都是引力区，捕集面大，增 H=0.5T,B=0.01~0.05T时，随着粉尘粒径的增加， 加了粉尘颗粒受磁场作用被磁性单纤维捕集的概 磁性纤维对PM25的捕集效率呈现先增大后减小 率，且粒径越大，粉尘颗粒所受的磁场力越大，因 的趋势.根据图13(b)运动轨迹图可知.当粉尘粒 此捕集效率越高.根据图13(a)运动轨迹图可知， 径较小时，气流携带颗粒能力强，被气流携带的颗 粉尘粒径越大，落在纤维上的颗粒越多，且分布面 粒在经过引力区时很少被磁性纤维捕获，因此捕 积越大.同时，捕集效率随粒径的增长率由于磁性 集效率较小.随着粒径的增大，在引力区由于受到 纤维磁感应强度增加会有一定程度的减小.这是 磁场力增大使得捕集效率提高，但是随着粒径继小，这是因为当颗粒接近磁性纤维时，虽然在斥力 区所受的斥力相同，但是颗粒速度越大，运动状态 越不易改变，在斥力区运动的时间越长，导致斥力 区的“空腔”缩小. 2.4    粉尘粒径对 PM2.5 捕集性能的影响 图 12（a）为磁性纤维对不同粉尘粒径的捕集 效率关系图，如图所示，当 B=0.01～0.05 T 时，磁性 单纤维对 PM2.5 的捕集效率随粒径的增加而增大. 这是因为磁性纤维周围都是引力区，捕集面大，增 加了粉尘颗粒受磁场作用被磁性单纤维捕集的概 率，且粒径越大，粉尘颗粒所受的磁场力越大，因 此捕集效率越高. 根据图 13（a）运动轨迹图可知， 粉尘粒径越大，落在纤维上的颗粒越多，且分布面 积越大. 同时，捕集效率随粒径的增长率由于磁性 纤维磁感应强度增加会有一定程度的减小. 这是 因为，当磁感应强度较小时，此时磁场虽然很弱， 但磁场力的出现会显著增加纤维对颗粒的捕集， 因此增长率不会随粒径增加而减小. 随着磁感应 强度的继续增加，磁场增强，但磁场力的变化相比 之前减弱，且纤维捕集面的面积一定，因此捕集效 率的增长率会减小. 图 12（b）为高梯度磁场分离过程中，磁性纤维 对不同粉尘粒径捕集效率关系图，由图可知，当 H=0.5 T，B=0.01～0.05 T 时，随着粉尘粒径的增加， 磁性纤维对 PM2.5 的捕集效率呈现先增大后减小 的趋势. 根据图 13（b）运动轨迹图可知，当粉尘粒 径较小时，气流携带颗粒能力强，被气流携带的颗 粒在经过引力区时很少被磁性纤维捕获，因此捕 集效率较小. 随着粒径的增大，在引力区由于受到 磁场力增大使得捕集效率提高，但是随着粒径继 H=0.5 T, B=0.05 T H=0.5 T, B=0.04 T H=0.5 T, B=0.03 T H=0.5 T, B=0.02 T H=0.5 T, B=0.01 T 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 2 4 6 8 10 η/% η/% (a) B=0.05 T B=0.04 T B=0.03 T B=0.02 T B=0.01 T 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 5 10 15 20 (b) v/(m⋅s −1) v/(m⋅s −1) 图 10 不同入口风速与捕集效率关系图（dp=1.0 μm）. （a） 磁性纤维产生的磁场；（b） 高梯度磁场 Fig.10 Relation between different inlet velocity speeds and collection efficiencies (dp=1.0 μm): (a) magnetic field generated by magnetic fiber; (b) high￾gradient magnetic field v v (a) (b) 0.1 m⋅s −1 0.2 m⋅s −1 0.3 m⋅s −1 0.4 m⋅s −1 0.5 m⋅s −1 0.1 m⋅s −1 0.2 m⋅s −1 0.3 m⋅s −1 0.4 m⋅s −1 0.5 m⋅s −1 图 11 不同入口风速下粉尘在磁场中的运动轨迹（dp=1.0 μm）. （a） 磁性纤维产生的磁场 B=0.05 T； （b）高梯度磁场 H=0.5 T，B=0.05 T Fig.11 Movement trajectory of dust in magnetic field at different inlet velocity speeds (dp=1.0 μm): (a) magnetic field generated by magnetic fiber (B=0.05 T); (b) high-gradient magnetic field (H=0.5 T, B=0.05 T) · 160 · 工程科学学报，第 42 卷，第 2 期