纖維過(guò)濾捕集效率模擬及特性研究.pdf

1、纖維過(guò)濾器的壓力損失和捕集效率是纖維過(guò)濾器非常重要的性能參數(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)纖維過(guò)濾器的性能研究已經(jīng)好多年了。雖然有幾個(gè)模型用于預(yù)測(cè)過(guò)濾器的壓力損失和滲透率，但由于部分研究是將實(shí)際的纖維過(guò)濾器的纖維簡(jiǎn)化為規(guī)則排列的結(jié)構(gòu)，而實(shí)際上纖維過(guò)濾器內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)式呈現(xiàn)隨機(jī)分布的，所以用這些模型預(yù)測(cè)真實(shí)介質(zhì)實(shí)際結(jié)果還有些差距。纖維過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)纖維過(guò)濾器的過(guò)濾性能起著至關(guān)重要的作用。因此研究纖維過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)捕集效率和壓力

2、損失的影響具有重要意義。傳統(tǒng)的纖維過(guò)濾器過(guò)濾介質(zhì)局限在單一的圓形纖維上，隨著時(shí)代發(fā)展生產(chǎn)技術(shù)的提高，人們可以生產(chǎn)很對(duì)形狀復(fù)雜的異形纖維來(lái)提高纖維過(guò)濾器的過(guò)濾性能，本文就此研究了異形纖維的捕集效率問(wèn)題。
　　為獲得更真實(shí)纖維過(guò)濾器的微觀結(jié)構(gòu)，本文基于VBA平臺(tái)編寫了生成隨機(jī)纖維的程序，通過(guò)對(duì)CAD的二次開發(fā)生成了隨機(jī)纖維濾料模型，采用拉格朗日離散相模型即DPM法對(duì)捕集效率、壓力損失進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，主要研究工作和研究結(jié)論包括:

3、r>　　(1)通過(guò)VBA程序建立多種結(jié)構(gòu)參數(shù)的濾料模型，采用拉格朗日離散相模型DPM法對(duì)多種纖維過(guò)濾器進(jìn)行數(shù)值模擬，并給出了壓力損失關(guān)聯(lián)式5-10，隨機(jī)纖維捕集效率的關(guān)聯(lián)式5-11，5-12，5-13。
　　(2)基于DPM法對(duì)單纖維的捕集效率進(jìn)行了CFD模擬，研究結(jié)果表明:隨著填充率的增加捕集效率增加，隨著斯托克斯數(shù)St的增大捕集效率增大，并給出了單纖維捕集效率的關(guān)聯(lián)式3-3，3-19。
　　(3)基于DPM法對(duì)異形纖維（

4、圓形，方形和橢圓）的捕集效率進(jìn)行了CFD模擬，研究結(jié)果表明:同等條件下方形纖維的捕集效率最高，圓形次之，橢圓的捕集效率最差。方形纖維壓力損失最大，圓形次之，橢圓的壓力損失最小。通過(guò)分析過(guò)濾性能綜合指標(biāo)（質(zhì)量因子Y）得出方形纖維質(zhì)量因子最大，即過(guò)濾性能最好，圓形、橢圓形較為接近。
　　(4)結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)纖維過(guò)濾器的壓力損失和捕集效率的影響很明顯，研究結(jié)果表明:隨著纖維直徑的增大，纖維過(guò)濾器捕集效率和壓力損失都在減小，隨著填充