近年来随着国民经济的快速发展,工业化进程中煤炭能源消耗依然高达60%左右。燃烧煤炭所引起的环境问题越来越成为人们关注的焦点。为此,寻找一种合适的装置和方法来减少细颗粒物的排放变得尤其的重要。其中,工业领域中静电除尘器已被广泛的运用于脱除烟气中的细颗粒物,对于传统的静电除尘器颗粒的捕集效率高达99%。然而,对于亚微米颗粒的捕集效率却相对的低,甚至有时低于50%。因此,提高亚微米颗粒的捕集效率仍然是必不可少和具有挑战性的问题。本文基于Fluent软件,对静电除尘器内二次流和颗粒输运过程进行数值研究。首先,建立了静电除尘器所涉及的电场、流场、颗粒动力学和颗粒荷电模型,并进行了验证。同时,详细研究了颗粒荷电机理和布朗扩散力对颗粒输运过程的影响。结果表明,当颗粒运动的到第一根极线时,颗粒的场致荷电瞬间获得很高的值,之后几乎不变。当颗粒从入射面中心位置距离Y=35mm入射时,0.2μm和0.6μm颗粒的扩散荷电在极线位置之间成线性增加,之后变化很小。在增加相同的电压增幅下,电压越高相应的颗粒出口高度增量越大。布朗扩散作用使得颗粒的运动轨迹上下波动,然而并没有改变颗粒的主运动方向,仅仅影响了颗粒的沉积和逃逸时间。其次,详细研究了单根芒刺极线中极线结构、进口流速和运用电压对二次流和颗粒捕集效率的影响。模拟结果表明,二次流的方向与主流流体方向相反时,在极线附近形成一对漩涡。其尺寸大小受进口流速、运用电压和极线尖端的位置影响,进口流速越低电压越高漩涡的尺寸越大;无量纲参数Ehd/Re²的比值越大漩涡的尺寸越大。此外,双面芒刺极线和单面芒刺极线中集尘板上颗粒沉积位置的分布情况表明,颗粒主要沉积在极线正对的集尘板附近。其中,单面芒刺极线尖端指向上游的捕集效率高于单面芒刺极线指向下游,颗粒的粒径越大其差异越大,尤其是1μm颗粒其捕集效率相差10%。最后,对多根芒刺极线中二次流和颗粒沉积样貌进行了数值研究。研究了进口流速和运用电压对二次流和颗粒沉积样貌的影响。结果表明,随着进口流速的增加,靠近进口位置的漩涡变化最大,其次是中间位置的漩涡,最后是靠近出口位置的漩涡。进口流速越低和电压越高无量纲参数N_{EH D}越大,较强的漩涡发生在较高的N_EHD下。此外,大量的颗粒沉积在进口位置第一根极线正对的集尘板表面。进口流速越低和电压越高颗粒的沉积数目越多,捕集效率越高。在相同的进口流速和电压下,相比单根芒刺极线而言多根芒刺极线能够提高20%左右的颗粒捕集效率。