我国煤炭的消费量仍占世界消费量的50%以上,由煤炭燃烧产生的细颗粒物不断排放到大气中,大量细颗粒物排放到大气中造成环境污染,同样对居民身体健康造成严重的危害。现阶段,由煤炭引起的环境问题已被国内外环境保护组织密切关注,相关政府也在采取有效措施展开治理,如何有效的清除颗粒物成为研究热点。本文以单液滴捕集颗粒物为研究基础,探究单液滴对不同颗粒物的捕集规律,为开发新型烟气净化技术提供理论基础。首先,综述了颗粒物的污染及控制技术,国内外学者在不同捕集机制下液滴对颗粒物捕集规律研究的现状。总结发现,为了计算的方便、节约时间等问题,大多研究是基于层流或势流条件下的,数值计算时并未考虑湍流脉动对颗粒运动的影响,进而影响到捕集效率的变化。考虑到实际情况,在湍流场中液滴对颗粒捕集规律研究比较缺乏,特别是对亚微米颗粒来说相关研究较少,需要进一步探索和研究。其次,简单介绍了流体流动的基本方程及不同雷诺数下绕流液滴的流场状态;详细阐述了颗粒物在流场中的受力分析、数值模拟方法的分类以及湍流求解方法的选择,为接下来的研究内容提供理论基础。然后,综合考虑了重力、粘性阻力、布朗力及热泳力的作用下,建立起流场模型与颗粒运动模型。在湍流流场的背景下,数值模拟单液滴在惯性机制下或热泳机制下捕集颗粒物的规律情况,通过数值模拟结果发现:微米级颗粒的捕集机制主要为惯性机制,随着气流速度的增加及液滴直径的减小,捕集效率可达到85%以上;未考虑热泳力作用下,亚微米颗粒捕集效率较低,当气流速度v<10m/s时,0.1μm、0.3μm、0.5μm三种粒径的颗粒其捕集效果高于0.7μm与0.9μm两种颗粒,但是随着液滴直径的不断减小,其变化趋势逐渐平缓。当液滴直径D≥400μm时,对于0.1μm、0.3μm、0.5μm三种粒径的颗粒其捕集效果几乎等同,当气流速度v>8 m/s时捕集效率几乎不随气流速度的增加而增加。考虑热泳力作用之后,亚微米颗粒的捕集效率有着明显的提升,温差越大捕集效率越高,但整体捕集效率差距较小。随着气流速度的增加其热泳捕集效率逐渐降低。最后,考虑到实际运动中液滴变形情况,建立起变形液滴的数值模型,数值模拟变形液滴在惯性机制下或热泳机制下捕集颗粒物的规律情况,数值模拟发现,当颗粒的惯性较小(St<0.4)时,边界层减速效果对颗粒运动的影响较为明显,随着液滴变形程度的加大其捕集效果也逐渐减小且低于球形液滴;0.40.6时,随着液滴变形程度的加大其捕集效果也逐渐增大且高于球形液滴。当考虑热泳力的作用时,与球形液滴类似的变化趋势,不同的是随着液滴变形程度的加大,热泳捕集效率也随之增加且略高于球形液滴。