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高效大气过滤器外部气流场数值研究2017-3-17 6:47:30

1,序言
目前,世界环境越来越丑陋,人类与大气层的气氛不一样,危害人类福祉是非常危险的。同时,现代高科技应用的一些关键的情况是净化的情况非常高。因此,现代社会需要具有高效率,低阻力和其他利益的大气过滤器。纳米材料光催化技术无疑是室内空气净化技术具发展前景的,但它不能净化悬浮物和粗颗粒的气氛。而且纤维过滤器技术可能无法有效提高箱式过滤器的性能,防止细颗粒与空调琐碎的新鲜空气进入房间,如果综合利用纳米光催化技术(如外观一些纳米TiO2 )或可用于抑制甲苯,甲醛,氨,挥发性有机化合物和微生物如室内主要污染物对人体健康的诱导。
德国学者Albrecht和Kaufmann首先对过滤器进行了初步研究,他们寻求了纤维垫的??气溶胶过滤机制的现实。后来,国内许多学者对过滤器的性能进行了测试和数值研究,只有这些研究大多内置于二维过滤模具基础在底线上。但为了找出过滤器布局和过滤介质过滤器性能之间的关系,这些研究仍然缺乏。基于上述讨论,对三维交织空气过滤器的外部气体流场进行数值建模以计算在不同操作条件下的过滤器的电阻和光纤的电阻系数,以便使得一些无用的优化大气过滤器的探索。
2,大气过滤器模具的阻力
在低流量和小雷诺数的情况下,多孔介质的两端的电阻被分散到达西定律,其中K是达西常数:
 3,数值计算模型
图1为这种模式的文字和内地的前提。如果大气以该速度被输入到周边的计算中,则压力退出到离开全部周围的条件。从过滤器L的行纤维长度的过滤器的总面积,为了确保过滤管中的总空气流量充分进行,文本L取10 df。在整个周边边界上,本文以对称间隙为前提。纤维皮肤接近使用防滑极限前提。本文考虑了网格的形状,通过选择Hex /楔形,分离网格的方式来确定Coo每,数。将残差设置为10-5。
4,到后澄清
 4.1流场分析
图2示出了过滤器的一部分中的流场分布。从图中可以看出,当空气流过纤维时,纤维前壁的速率降低,纤维之间的速率增加。然而,由于纤维交错,差别在于柱状纤维的尾部,没有形成清晰的漩涡。从图中还可以看出,来自过滤器入口的行纤维和后一行纤维之间的流场基本上是循环变化的。
4.2,电阻
电阻是滤波器入口和出口压力差的一小部分,它是一个滤波器来反映参数的性能要求。图3示出了在不同的头 - 面风速下的滤波器电阻值的总值和指向模型的总值。从图中可以看出,滤波器的电阻随着其后面的风速的增加而线性增加。本文的数值计算与Davies的检验关系很好地吻合,损害小于2%,而其他教育公式具有较大的误差和检验相关性。因此,大致可以看出,本文的数值和近似等于准确猜测气体过滤器阻力。
其中F是每单位长度的纤维的电阻,并且可以通过对圆柱形纤维的表面上的总应力求积分而获得。
图4是光纤电阻系数的总值,在Re,Tritton的教学模型预期值和Dennis和Chang [12]的实际竞争争夺之间。从图1可以看出。从图4可以看出,数值总值与教学公式的猜测值和理论计算值良好一致,从图中还可以看出,层流区域中纤维的阻力系数(Re≤20)Re增加和减少。
5,参数
在本文中,使用数值计算技术来讨论隔行空气过滤器的外部气流场。获得以下结果:
(1)当大气流过纤维时,纤维前壁的速度降低,纤维之间的速度趋于增加。然而,由于纤维是缠结在一起的,柱状纤维的尾部有一个漩涡。来自过滤器入口的行纤维与纤维行之间的流场结构基本上是周期性的。
(2)在预期的滤波电阻,数字竞争辩论和Daives实验接触关系是适当的,缺点在2%以内,除了Happel指向模型,其他模型期望值和实现接触关系缺陷。 后,总值的数值,随着风速的增加,电阻线性增加。
(3)阻力系数的阻力系数与教学模型的总值非常一致,纤维的阻力系数随着层流区域Re的增加而减小。

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