單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾的捕集效率及壓降特性研究.pdf

1、纖維過濾器的壓力損失和捕集效率是纖維過濾器非常重要的性能參數(shù)，而單纖維過濾機(jī)理的研究對(duì)獲得纖維過濾器性能參數(shù)的意義格外重要。單纖維過濾的研究分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩塊，以往的理論和實(shí)驗(yàn)都表明非穩(wěn)態(tài)過濾過程更符合纖維過濾的實(shí)際情況，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾的研究已經(jīng)進(jìn)行了好多年，雖然有幾個(gè)能用于預(yù)測(cè)單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾捕集效率及壓力損失的模型，但都不夠完整準(zhǔn)確，且實(shí)驗(yàn)過程也不能具體形象地說明單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾過程中纖維形態(tài)、捕集效率及壓力損失的變

2、化情況。因此，對(duì)單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾過程的計(jì)算機(jī)模擬研究有著重要的意義。本文就此用計(jì)算機(jī)模擬研究了二維及三維情況下，單纖維過濾過程中捕集效率及壓力損失的變化情況，并著重研究非穩(wěn)態(tài)過濾過程中的變化。
　　為獲得更加真實(shí)的單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾過程的纖維樹枝模型，本文應(yīng)用基于Kuwabara流場(chǎng)編寫的程序，來生成單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾各階段的模型，再通過CAD的二次開發(fā)及網(wǎng)格劃分生成可用于Fluemt模擬的模型，然后采用DPM（拉格朗日離散相模型）法

3、對(duì)捕集效率、壓力損失進(jìn)行數(shù)值模擬研究，主要研究工作和研究結(jié)論包括：
　?。?）通過基于Kuwabara流場(chǎng)編寫的程序，生成單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾各個(gè)階段的一系列模型，采用CFD方法模擬其流場(chǎng)，并用DPM方法對(duì)其捕集效率進(jìn)行數(shù)值模擬，分析捕集效率和壓力損失隨顆粒沉積的變化關(guān)系。
　?。?）基于DPM方法對(duì)二維單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾模型的捕集效率及壓力損失進(jìn)行了CFD模擬，研究結(jié)果表明：隨著顆粒不斷在單纖維表面沉積，二維單纖維樹枝模型的維數(shù)

4、、當(dāng)量直徑及迎風(fēng)面上的最大橫截面積都逐漸增大，捕集效率和壓力損失也不斷增加，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)捕集效率及壓力損失的變化與單纖維粉塵樹枝迎風(fēng)面最大橫截面積的變化相關(guān)性最大，且單纖維樹枝模型在迎風(fēng)面上形成的面積越大，則越有利于捕集，而壓力損失也越大。
　?。?）基于DPM方法對(duì)三維單纖維非穩(wěn)態(tài)過濾模型的捕集效率及壓力損失進(jìn)行了CFD模擬，分析了顆粒沉積形態(tài)、St數(shù)、無量綱粒徑Nr及纖維的雷諾數(shù)Ref對(duì)含塵情況下單纖維捕集效率及壓力損失的影響