单纤维过滤阻力与惯性捕集效率数值分析
本文选题:气溶胶过滤 + 错列纤维阵 ; 参考:《中国环境科学》2017年04期
【摘要】:采用数值方法求解了描述交错排列纤维模型过滤器绕流特征的Navier-Stokes方程,并计算分析了纤维表面粒子的惯性捕集效率和单纤维过滤阻力.结果指出,在填充率C0.045时,Happel过滤阻力模型与数值结果十分吻合,优于Kuwabara模型给出的估计;当纤维填充率00.08时,Kuwabam模型的预测结果与数值结果更接近.通过追踪粒子的运动轨迹计算了单纤维的惯性捕集效率,讨论了过滤风速、粒子密度和填充率对粒子惯性捕集效率的影响.结果表明,粒子的惯性捕集作用存在某一临界粒子直径,小于临界直径的粒子将不被捕集;根据数值分析结果,分别给出了一个可适用于单纤维阻力估计的关系式和惯性捕集效率的计算公式,其适用参数范围为St≤10(StokeS数)和0.01C0.1.
[Abstract]:The numerical method is used to solve the Navier-Stokes equation describing the flow characteristics of the interleaved fiber model filter. The inertia capture efficiency and the single fiber filtration resistance of the fiber surface particles are calculated and analyzed. The results show that the Happel filter resistance model is in good agreement with the number results when the filling rate is C0.045, which is better than the Kuwabara model. It is estimated that when the fiber filling rate is 0.08, the prediction results of the Kuwabam model are closer to the numerical results. By tracing the trajectories of the particles, the inertial capture efficiency of the single fiber is calculated. The influence of the filtration wind speed, the particle density and the filling rate on the particle inertia capture efficiency is discussed. The particles with the diameter of the bounded particle and smaller than the critical diameter will not be arrested. According to the results of the numerical analysis, a formula for calculating the relation formula and the efficiency of the inertial capture is given respectively. The applicable parameters range from St < 10 (StokeS) and 0.01C0.1..
【作者单位】: 东华大学环境科学与工程学院;桂林航天工业学院能源与建筑环境学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51578121,51278094)
【分类号】:X51;TU834.8
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,本文编号:1815009
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