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作者：张天;穆新升;葛少成;陶爽;陈星宇;沈祉伏;
单位：辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室;太原理工大学安全与应急管理工程学院;
摘要：为解决因水雾荷电喷嘴雾化效果的限制，而无法对煤炭开采中的呼吸性粉尘进行有效控制的问题，研发了新型超声速雾化荷电喷嘴。采用试验的方法研究了不同工况下装置的雾化、荷电、降尘及分散度特性。结果表明：荷电过程增强了15μm以下雾滴的表面张力，使荷电电压较气动压力对雾滴粒径减小的贡献低；当雾滴比表面积相近时，荷质比随荷电电压呈线性增长，最大可达766.8μC/kg,比表面积增加显著提高荷电效果；某一特定电场对雾滴群或单个雾滴的荷电效果存在与其总比表面积相关的极限。荷电电压的增加使降尘效率增大，但对于5μm以下的粉尘与带电雾滴结合后受同种电性排斥作用影响，在封闭空间内不易沉降，对应不同的最佳捕集电压。气动压力的增大使降尘效率升高，与未荷电时相比，新型荷电喷嘴的降尘效率提高3～5百分点，可达95%;在不同气动压力下荷电时对PM_(0～2.5)的降尘效果显著，并在0.3 MPa时达到最佳，下降19百分点。该技术对PM_(0～5)的高效降除使降尘效率在原有较高水平的基础上提高了4百分点，其中对PM_(>2.5～5)的降除效果在0.4 MPa时达到最佳，下降比例超过8百分点。新型荷电喷嘴的降尘效率在雾滴浓度与单位质量雾滴荷质比的共同作用下随水流量的增大呈先增大后减小的趋势，与荷电电压和气动压力相比，水流量变化对PM_(0～5)的降除效果影响显著，并在12 L/h时达到最优。该研究丰富了水雾荷电技术，为煤矿井下呼吸性粉尘防治提供了技术支持。
关键词：安全卫生工程技术;感应式;超声速;荷质比;呼吸性粉尘;高速微细带电雾滴
基金资助：国家自然科学基金项目(52204216); 中国博士后启动基金项目(2022M711456); 国家卫生健康委粉尘危害工程防护重点试验室开放基金项目(KLECDH20230101)
