醋纖香煙濾嘴截留煙堿及香煙煙氣室內(nèi)擴散規(guī)律的模擬研究.pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的提高，室內(nèi)顆粒物污染及對人體健康的危害日益受到重視。香煙燃燒產(chǎn)生的煙氣作為室內(nèi)污染的重要污染源之一，無論經(jīng)抽吸由濾嘴進入人體或擴散于室內(nèi)環(huán)境，都會對人體健康造成極大的危害。
　　本文基于FLUENT軟件，為減少香煙抽吸過程中煙堿對人體健康的危害，在ISO抽吸模式下，采用標準k-ε湍流模型、SIMPLE算法和多孔介質(zhì)模型對普通醋纖香煙濾嘴內(nèi)煙氣溫度與煙堿截留規(guī)律進行研究。結(jié)果表明抽吸過程中煙氣總焓隨時間逐漸降低;煙

2、堿在軸向上遷移速度快，但隨著向吸食端擴散，煙堿溫度逐漸降低，速度減慢，截留量也不斷減少;徑向上煙堿在熱泳力作用下，布朗無規(guī)則運動加劇，煙堿在每一截面上分布較分散，煙堿截留效率降低。普通醋纖香煙濾嘴的煙堿模擬截留效率為30.59％，與相同實驗條件下測得的效率接近。
　　在相同的條件設(shè)置下，對包括20 mm普通濾嘴、外置溝槽濾嘴(18+10 mm)、內(nèi)置溝槽濾嘴(10+18 mm)、外置溝槽濾嘴(22+6 mm)、空腔濾嘴(18+7

3、mm)、空腔濾嘴(11+6+11 mm)的不同結(jié)構(gòu)濾嘴截留煙堿的情況進行模擬研究，并比較不同結(jié)構(gòu)濾嘴截留煙堿的效果。結(jié)果表明，溝槽濾嘴較普通醋纖濾嘴具有更好的截留效果;外置溝槽濾嘴內(nèi)煙堿先通過非溝槽段，截留效率高于內(nèi)置溝槽濾嘴;對于普通醋纖濾嘴，減少濾嘴長度，煙堿截留效率降低;空腔濾嘴因空腔結(jié)構(gòu)截留效率較低;煙堿截留效率外置溝槽濾嘴(18+10 mm)＞外置溝槽濾嘴(22+6 mm)＞內(nèi)置溝槽濾嘴(10+18 mm)＞28 mm普通濾嘴

4、＞空腔濾嘴(18+7 mm)＞空腔濾嘴(11+6+11mm)＞20 mm普通濾嘴，幾種不同結(jié)構(gòu)醋纖香煙濾嘴中，外置溝槽濾嘴(18+10 mm)截留煙堿的效果最好，為香煙濾嘴的選擇及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　同時對香煙煙氣在室內(nèi)擴散的規(guī)律進行模擬研究。研究表明，香煙燃燒產(chǎn)生的煙氣在室內(nèi)擴散，要遵循流體流動方程、溫度擴散方程及煙氣的擴散方程等。煙氣進入室內(nèi)，氣流速度大且與室內(nèi)溫差較大，煙氣迅速進行熱量交換，溫度下降，速度減小。