احمدرضا پيشه وراصفهاني
یکی از مهمترین مشکلات عصر مدرن آلودگی هوا است. پدیدهای بسیار پیچیده که مورد توجه بسیاری از سازمانهای بین المللی قرار گرفته است. در این شرایط، اکثر کشورهای صنعتی در دهههای اخیر قوانین خاصی را در مورد حداکثر میزان مجاز آلودگی هوا وضع کردهاند. بنابراین نگرانی شدیدی برای بهبود ابزارهای موجود فیلتراسیون یا یافتن راه حلهای جدید، کارآمدتر و کم هزینهتر وجود دارد. فیلترهای الکترواستاتیک یکی از رایج ترین دستگاههای کنترل ذرات برای جمع آوری میزان انتشار آلایندها از بسیاری از فرآیندهای صنعتی است. آنها میتوانند در طیف وسیعی از دمای گاز کار کنند و در مقایسه با دستگاههای مکانیکی مانند سیکلونها و فیلترهای کیسهای، راندمان بالا و افت فشار کمتر را دارند. مزیت برتر این فیلتر نسبت به بقیه فیلترها، این است که برای جداسازی ذرات کمتر از یک میکرون که فیلترهای دیگر بازده جداسازی پایینی دارند، این نوع فیلترها بازده بسیار بالایی دارند. فیلتر الکترواستاتیک از نیروهای میدان الکتریکی روی ذرات باردار برای جدا کردن ذرات از جریان گاز استفاده میکند. ذره به طور عمدی باردار شده و از یک میدان الکتریکی سطح عبور میکند. ذره روی سطوح الکترودهای جمعآوری رسوب میکند. بازده در فیلترها می تواند تحت تأثیر طراحی دستگاه فیلتراسیون و شرایط عملیاتی قرار گیرد. عوامل طراحی دستگاه شامل نوع و قطبیت تاج، غلظت ذرات درون جریان، ولتاژ اعمال شده، قطر الکترود، جنس سیم و هندسه کلی فیلتر است. شرایط عملیاتی که بر بازده تأثیر میگذارد شامل رطوبت نسبی، دمای سیم، آلودگی سیم و صفحه، سرعت جریان هوا و تنظیم سطح عملیاتی است. بررسی اجمالی مطالعات گذشته پیرامون فیلترهای الکترواستاتیک نشان میدهد طیف وسیعی از تحقیقات معطوف به ساختار فیلترها است و در مورد شاخصههای جریان ورودی به فیلتر تاحدودی خلأ تحقیقاتی همچنان احساس میشود. مطالعهی حاضر به بررسی چندجانبهی عملکرد فیلترالکترواستاتیک با در نظر گرفتن شاخصههای جریان، میپردازد. بدین منظور دستگاهی در آزمایشگاه طراحی شده تا بتوان تاثیرات سرعت و غلظت ذرات در جریان را بر بازده فیلتر بررسی کرد. بررسی بدین ترتیب است که برای سرعت و غلظت ذرات مختلف، جریان هوا در ابتدا کالیبره میشود. سرعت جریان در مقادیر مورد نظر تنظیم شده و با تنظیم کردن غلظت ذرات و ولتاژ صفحات روی حالت ثابت مورد نظر، تاثیرات آن بر بازده بدست میآید. همین مراحل برای غلظت و ولتاژ صفحات تکرار میشود با این تفاوت که جای هر کدام از این دو را با سرعت عوض کرده و سرعت جریان روی مقدار ثابت مورد نظر تنظیم میشود. افت جریان نسبت به غلظت ذرات درون جریان، با افزایش 101 درصدی غلظت ذرات درون جریان، 8.5 درصد افزایش مییابد. افت جریان نسبت به سرعت جریان، با افزایش 31 درصدی سرعت جریان، 4.5 درصد کاهش مییابد. بازده فیلتر نسبت به سرعت جریان، با افزایش 31 درصدی سرعت جریان، 5.4 درصد کاهش پیدا خواهد کرد. بازده فیلتر نسبت به غلظت ذرات درون جریان، با افزایش 101 درصدی غلظت ذرات درون جریان، 13.7 درصد افزایش مییابد. حالت بهینه فیلتر طراحی شده برابر با بازده 40.1درصد برای غلظت 0.18 )