烟圈的运动是一种比较有趣的运动形式,一直吸引着物理学家、数学家和工程师们的兴趣,对其运动的研究有着很广泛的理论意义和应用价值。本文的研究目的是通过分析烟圈形成及运动的一些规律,探求一种抬升烟气上升高度从而降低烟囱附近空气污染物浓度的新方法。本文的主要内容有:首先简单概述了人们对于工业废气处理及废气排放方面的一些措施和技术,并对涡环的相关理论研究和实验研究的历史和现状进行了综述;然后对一定装置和状况下烟圈的产生及运动用FLOTRAN进行了流场模拟,分析了烟圈从产生开始随时间的变化情况,比较和分析了不同因素对烟圈产生的影响及有无烟圈产生两种情况下的区别;最后进行了烟圈发生装置的设计和实际现场实验,验证了模拟分析的部分结果。在进行了模拟分析及实际现场实验后,本文得出以下结论:一、产生烟圈与不产生烟圈两种烟气上升情况相比,烟圈运动确实能够把烟气抬升到较高的地方,有利于烟气在较高地方扩散,降低附近地面浓度。二、对于本文中所述的烟圈发生装置,当圆推板在圆筒内运动到顶部时,孔口处产生高压;当停止运动后又由于孔口处的气体继续向上运动,使孔口处产生低压,侧边的气体因压力差补充过来,烟圈逐渐形成。三、对于本文中所述的烟圈发生装置,烟圈半径随时间的变化规律是先变小,之后保持相对稳定并缓慢变大,上升速度也逐渐减慢。四、对于本论文中所述烟圈发生装置,圆筒孔口直径、孔口与圆推板大小之比、圆推板的速度和圆推板的行程都是影响烟圈的因素。各因素在适当范围内时才会产生烟圈,圆筒孔口直径越大或孔口与圆推板尺寸之比越大越容易产生烟圈,圆推板速度适中有利于烟圈的形成,圆推板行程足够大有利于烟圈的形成。五、对于本论文中所述烟圈发生装置,各因素对烟圈上升高度的影响主次顺序为:圆筒孔径>圆推板行程>圆推板速度。