基于CFD的卷烟烟气在滤嘴中流动状态研究
发布时间：2021-03-17 18:25
随着吸烟与健康研究的深入,吸烟健康问题越来越受到卷烟吸食者的关注,并且卷烟吸食者对卷烟品质、口感的要求越来越高,研究卷烟滤嘴的物理结构,对实现卷烟烟气降焦减害有着非常重要的意义。因此,本论文利用ICEM CFD 15.0软件、主流计算流体力学仿真软件Fluent 15.0,建立卷烟滤嘴的数学模型,对卷烟烟气在滤嘴中的流动进行了数值模拟,从而为卷烟滤嘴提供一种较为前沿的研究方法和思路,通过研究的理化数据,揭示烟气在滤嘴内部的流动特点,可为后续卷烟滤嘴的进一步研究提供技术支撑。主要的研究内容包括如下:（1）测量了三种结构滤嘴滤芯孔隙率,得到卷烟滤嘴滤芯孔隙率分布为0.660.8;在自主研发的吸烟机的基础上测量了不同频率下三种结构滤嘴吸入端压强、吸入端流速、滤嘴近烟丝端流速,将滤嘴吸入端流速与吸入端压强进行线性拟合,发现了烟气在滤嘴中流动符合达西定律,为后续建立卷烟滤嘴数学模型提供了边界条件和模型验证。（2）基于吸烟机对经过剑桥滤片收集到的卷烟烟气进行定性定量分析,得到了卷烟烟气中主要成分及其质量分数,通过剑桥滤片对卷烟烟气中粒相物质的收集,从而计算得到三种不同结构滤嘴...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种不同结构滤嘴吸入端压强与抽吸频率关系
第二章 滤嘴数值模拟边界条件(3) 盖上 CCD 相机镜头滤光片，激发激光器内触发模式(INTTRIAL)使激光器发光，缓慢提高激光强度直至肉眼可见，调整激光片光片面使其水平照射至抽吸套筒中部，从而形成拍摄平面，并将尺子放置于抽吸套筒前让激光穿过尺子平面，随后关闭激光器；(4) 移除相机滤光片，并运行 DynamicStudio 软件切换至采集模式，调整相机光圈和焦距直至能够看清尺子读数，拍摄一张图片进行标定；(5) 将标定好的直尺移开，把激光器切换至外触发模式(EXTTRIAL),将吸烟机调至自动模式，把 7 个行程的运动频率设置为 500 Hz，运动时间设置为 0.5 s；(6) 点燃卷烟，启动吸烟机，同时启动 PIV 系统拍摄抽吸套筒烟气，得到烟气图像；(7) 依次将吸烟机的运动频率调为 1000~3000Hz，重复上述步骤，得到其他频率下烟气图像。
(a1) 原始图像 (a2) 截取图像 (a3) 烟气速度流场图 2-5 抽吸频率为 500 Hz 时 PIV 图像抽吸频率为 1000 Hz 时，烟气流场图像如图 2-6 所示。(b1) 原始图像 (b2) 截取图像 (b2) 烟气速度流场图 2-6 抽吸频率为 1000 Hz 时 PIV 图像抽吸频率为 1500 Hz 时，烟气流场图像如图 2-7 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卷烟滤嘴的过滤结构研究进展[J]. 吴君章,黄翼飞,曾劲松,唐大荣. 轻工机械. 2017(05)
[2]基于CFD模拟卷烟烟气扩散过程的影响因素[J]. 余其昌,吴君章,黄翼飞,曾劲松,唐大荣,杜亮,黄煌. 烟草科技. 2017(05)
[3]卷烟纸助燃剂用量对烟气常规指标的影响[J]. 余婷婷,詹建波,程量,王浩,郑晗,余江,孟啸娟,高莉. 化工设计通讯. 2016(10)
[4]不同抽吸状态下卷烟动态通风特征的数值模拟[J]. 王乐,李斌,鲁端峰,王兵. 烟草科技. 2016(01)
[5]普通醋纤香烟滤嘴中烟碱分布模拟[J]. 李珊红,唐奇,李彩亭,曾光明,王垭曼,丁倩倩. 环境工程学报. 2015(08)
[6]气相色谱法测定卷烟主流烟气气相物质和粒相物质中组分含量[J]. 罗泰军,毛定虎. 大家健康(学术版). 2015(10)
[7]卷烟阴燃过程的数值模拟[J]. 颜聪,谢卫,李跃锋,黄朝章,杨贤林,陈晓东,李巧灵. 烟草科技. 2014(06)
[8]气相色谱-质谱法测定卷烟主流烟气气相物质和粒相物质中组分含量[J]. 李维,汪军霞,周海云,孔浩辉,曾金. 理化检验(化学分册). 2013(12)
[9]同步辐射真空紫外光电离质谱法实时分析卷烟主流烟气气相成分[J]. 宁敏,胡永华,徐迎波,王程辉,田振峰. 中国烟草学报. 2013(04)
[10]不同结构滤嘴的烟碱截留效率和空间分布模式[J]. 李艳平,文建辉,彭斌,张晓兵,谢复炜,杜文,刘惠民,陈小明. 烟草科技. 2013(02)
硕士论文
[1]卷烟滤嘴中烟气流动以及颗粒有害成分过滤截留的CFD模拟研究[D]. 孙志伟.湖南大学 2016
[2]离子色谱法在卷烟主流烟气有害成分分析中的应用[D]. 彭慧敏.中南大学 2007
本文编号：3087514
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种不同结构滤嘴吸入端压强与抽吸频率关系
第二章 滤嘴数值模拟边界条件(3) 盖上 CCD 相机镜头滤光片，激发激光器内触发模式(INTTRIAL)使激光器发光，缓慢提高激光强度直至肉眼可见，调整激光片光片面使其水平照射至抽吸套筒中部，从而形成拍摄平面，并将尺子放置于抽吸套筒前让激光穿过尺子平面，随后关闭激光器；(4) 移除相机滤光片，并运行 DynamicStudio 软件切换至采集模式，调整相机光圈和焦距直至能够看清尺子读数，拍摄一张图片进行标定；(5) 将标定好的直尺移开，把激光器切换至外触发模式(EXTTRIAL),将吸烟机调至自动模式，把 7 个行程的运动频率设置为 500 Hz，运动时间设置为 0.5 s；(6) 点燃卷烟，启动吸烟机，同时启动 PIV 系统拍摄抽吸套筒烟气，得到烟气图像；(7) 依次将吸烟机的运动频率调为 1000~3000Hz，重复上述步骤，得到其他频率下烟气图像。
(a1) 原始图像 (a2) 截取图像 (a3) 烟气速度流场图 2-5 抽吸频率为 500 Hz 时 PIV 图像抽吸频率为 1000 Hz 时，烟气流场图像如图 2-6 所示。(b1) 原始图像 (b2) 截取图像 (b2) 烟气速度流场图 2-6 抽吸频率为 1000 Hz 时 PIV 图像抽吸频率为 1500 Hz 时，烟气流场图像如图 2-7 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卷烟滤嘴的过滤结构研究进展[J]. 吴君章,黄翼飞,曾劲松,唐大荣. 轻工机械. 2017(05)
[2]基于CFD模拟卷烟烟气扩散过程的影响因素[J]. 余其昌,吴君章,黄翼飞,曾劲松,唐大荣,杜亮,黄煌. 烟草科技. 2017(05)
[3]卷烟纸助燃剂用量对烟气常规指标的影响[J]. 余婷婷,詹建波,程量,王浩,郑晗,余江,孟啸娟,高莉. 化工设计通讯. 2016(10)
[4]不同抽吸状态下卷烟动态通风特征的数值模拟[J]. 王乐,李斌,鲁端峰,王兵. 烟草科技. 2016(01)
[5]普通醋纤香烟滤嘴中烟碱分布模拟[J]. 李珊红,唐奇,李彩亭,曾光明,王垭曼,丁倩倩. 环境工程学报. 2015(08)
[6]气相色谱法测定卷烟主流烟气气相物质和粒相物质中组分含量[J]. 罗泰军,毛定虎. 大家健康(学术版). 2015(10)
[7]卷烟阴燃过程的数值模拟[J]. 颜聪,谢卫,李跃锋,黄朝章,杨贤林,陈晓东,李巧灵. 烟草科技. 2014(06)
[8]气相色谱-质谱法测定卷烟主流烟气气相物质和粒相物质中组分含量[J]. 李维,汪军霞,周海云,孔浩辉,曾金. 理化检验(化学分册). 2013(12)
[9]同步辐射真空紫外光电离质谱法实时分析卷烟主流烟气气相成分[J]. 宁敏,胡永华,徐迎波,王程辉,田振峰. 中国烟草学报. 2013(04)
[10]不同结构滤嘴的烟碱截留效率和空间分布模式[J]. 李艳平,文建辉,彭斌,张晓兵,谢复炜,杜文,刘惠民,陈小明. 烟草科技. 2013(02)
硕士论文
[1]卷烟滤嘴中烟气流动以及颗粒有害成分过滤截留的CFD模拟研究[D]. 孙志伟.湖南大学 2016
[2]离子色谱法在卷烟主流烟气有害成分分析中的应用[D]. 彭慧敏.中南大学 2007
本文编号：3087514
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qgylw/3087514.html
