随着我国经济的迅速发展,能源消耗量逐年增加,而煤炭在我国能源结构中长期占据主要位置,控制烟气细颗粒物的污染成为当务之急。传统除尘设备对细颗粒物的脱除效果差,导致大量细颗粒物排放大气。团聚技术能够使细颗粒物团聚长大成为大颗粒,从而通过传统除尘设备脱除,声波团聚技术被认为是一种可行性强、潜力大的团聚技术。本文通过实验和数值模拟的方法,对声波团聚细颗粒物的效果进行研究。选择同向团聚作用、湍流团聚作用和布朗团聚作用作为细颗粒物在声波团聚室中的团聚机理。基于欧拉模型耦合颗粒群平衡模型的方法,构建了较为完善的声波团聚计算模型。数值模拟采用在本文实验中实际测得的气溶胶颗粒物数量浓度作为初始条件,粒径分布范围为0.3-2μm。建立了声波团聚实验系统,通过实验验证利用所构建的计算模型模拟计算分析烟气细颗粒物的声波团聚的可行性,并对声波频率、声强、声波传递方向与流动方向之间的夹角对细颗粒物团聚效果的影响规律进行实验研究。结果发现存在某一声波频率带使得团聚效果最好,在所实验的声强范围内,声强越大团聚效果越好,声波传递方向与流动方向平行时的团聚效果优于声波传递方向与流动方向垂直时的团聚效果。本文提出了一种新型声波团聚室,新型声波团聚室在传统声波团聚室内加装了扰流装置(圆柱、涡片)。基于离散相模型,本文对新型声波团聚室内的流场和颗粒物运动情况进行了数值模拟研究,结果发现涡片能够增强流场分布不均匀性,延长颗粒物最大停留时间,增大湍动能,更适用于新型声波团聚室。基于声波团聚计算模型,本文进一步优化了新型声波团聚室结构,对扰流涡片的尺寸、列间距、行间距、形状、排列方式和颗粒物体积分数对团聚效果的影响规律进行数值模拟研究,得到了最佳的新型声波团聚室结构。