發(fā)布時間：2017-03-30 06:16

  本文關鍵詞：纖維過濾捕集效率模擬及特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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。國內外學者對纖維過濾器的性能研究已經好多年了。雖然有幾個模型用于預測過濾器的壓力損失和滲透率,但由于部分研究是將實際的纖維過濾器的纖維簡化為規(guī)則排列的結構,而實際上纖維過濾器內部的纖維結構式呈現(xiàn)隨機分布的,所以用這些模型預測真實介質實際結果還有些差距。纖維過濾器的結構參數和運行參數對纖維過濾器的過濾性能起著至關重要的作用。因此研究纖維過濾器的結構參數和運行參數對捕集效率和壓力損失的影響具有重要意義。傳統(tǒng)的纖維過濾器過濾介質局限在單一的圓形纖維上,隨著時代發(fā)展生產技術的提高,人們可以生產很對形狀復雜的異形纖維來提高纖維過濾器的過濾性能,本文就此研究了異形纖維的捕集效率問題。 為獲得更真實纖維過濾器的微觀結構,本文基于VBA平臺編寫了生成隨機纖維的程序,通過對CAD的二次開發(fā)生成了隨機纖維濾料模型,采用拉格朗日離散相模型即DPM法對捕集效率、壓力損失進行了數值模擬研究,主要研究工作和研究結論包括： (1)通過VBA程序建立多種結構參數的濾料模型,采用拉格朗日離散相模型DPM法對多種纖維過濾器進行數值模擬,并給出了壓力損失關聯(lián)式5-10,隨機纖維捕集效率的關聯(lián)式5-11,5-12,5-13。 (2)基于DPM法對單纖維的捕集效率進行了CFD模擬,研究結果表明：隨著填充率的增加捕集效率增加,隨著斯托克斯數St的增大捕集效率增大,并給出了單纖維捕集效率的關聯(lián)式3-3,3-19。 (3)基于DPM法對異形纖維(圓形,方形和橢圓)的捕集效率進行了CFD模擬,研究結果表明：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。通過分析過濾性能綜合指標(質量因子Y)得出方形纖維質量因子最大,即過濾性能最好,圓形、橢圓形較為接近。 (4)結構參數和運行參數對纖維過濾器的壓力損失和捕集效率的影響很明顯,研究結果表明：隨著纖維直徑的增大,纖維過濾器捕集效率和壓力損失都在減小,隨著填充率的增大,纖維過濾器捕集效率和壓力損失都在增大,隨著過濾風速的增大,纖維過濾器捕集效率和壓力損失都在增大,隨著顆粒直徑的增大,捕集效率在增大。 (5)拉格朗日離散相模型即DPM法得出的模擬數據與理論對比誤差很小,說明DPM法可以很好的表示結構參數和運行參數變化對纖維過濾器的捕集效率的影響,此外DPM法可以使粒子的運行軌跡清晰的顯示出來,將纖維過濾器對粒子的捕集直觀化,可視化,為以后研究纖維捕集效率提供新的方法。
【關鍵詞】：纖維過濾器 異形纖維 DPM法 壓力損失 捕集效
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU834
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 問題的提出11
• 1.2 空氣過濾器的工作原理11-14
• 1.3 纖維介質過濾性能的研究14-15
• 1.3.1 纖維壓力損失經驗模型14
• 1.3.2 纖維介質過濾效率經驗模型14-15
• 1.4 纖維過濾器過濾理論研究現(xiàn)狀及發(fā)展概況15-16
• 1.5 纖維濾料及過濾特點16-17
• 1.6 纖維過濾器的數值模擬現(xiàn)狀17-21
• 1.7 本課題的主要研究內容21-23
• 1.7.1 研究目的21-22
• 1.7.2 研究任務22-23
• 第二章 纖維過濾器CFD模擬方法研究23-33
• 2.1 計算流體力學基礎知識23-24
• 2.1.1 流體流動和基本傳熱方程組23-24
• 2.2 氣相CFD模擬方法研究24-27
• 2.2.1 模擬計算中的離散方法24-25
• 2.2.2 控制方程算法25-26
• 2.2.3 壓力和速度迭代方法26-27
• 2.3 主要使用軟件介紹27-31
• 2.3.1 模擬生成平臺27-28
• 2.3.2 FLUENT軟件介紹28-29
• 2.3.3 Origin及SPSS數據軟件29-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第三章 單纖維捕集效率的CFD模擬33-49
• 3.1 拉格朗日離散相模型(DPM)33-34
• 3.2 單纖維數值模型及邊界條件34-37
• 3.2.1 模型描述34-35
• 3.2.2 模擬區(qū)域和邊界條件35
• 3.2.3 網格劃分35-36
• 3.2.4 FLUENT模擬操作過程36-37
• 3.3 結果分析與討論37-47
• 3.3.1 驗證拉格朗日離散相模型即DPM模型的可行性37-38
• 3.3.2 靜壓分布38-39
• 3.3.3 速度場分布39-40
• 3.3.4 粒子運動軌跡(跡線)40-41
• 3.3.5 運行參數對捕集效率影響41
• 3.3.6 結構參數對捕集效率影響41-42
• 3.3.7 無量綱數對捕集效率影星響及理論對比42-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第四章 異形纖維形狀系數對過濾阻力和捕集效率的影響分析49-59
• 4.1 異形纖維研究必要性49
• 4.2 數值模擬及邊界條件49-52
• 4.2.1 模型描述49-50
• 4.2.2 模擬區(qū)域和邊界條件50
• 4.2.3 網格劃分50-52
• 4.3 結果分析與討論52-57
• 4.3.1 驗證52
• 4.3.2 靜壓52-53
• 4.3.3 速度場53-54
• 4.3.4 異形纖維過濾性能影響因素54-57
• 4.4 本章小結57-59
• 第五章 隨機纖維過濾器性能的CFD模擬59-81
• 5.1 拉格朗日法與歐拉法說明及纖維過濾器常見模型59-61
• 5.1.1 拉格朗日法與歐拉法區(qū)別59
• 5.1.2 纖維過濾器常見公式模型59-61
• 5.2 數值模型及邊界條件61-63
• 5.2.1 模型描述61
• 5.2.2 模型區(qū)域和邊界條件61-62
• 5.2.3 網格劃分62-63
• 5.2.4 FLUENT處理注意問題63
• 5.3 結果分析與討論63-77
• 5.3.1 與理論對比63-64
• 5.3.2 過濾風速對過濾性能的影響64-68
• 5.3.3 填充率對過濾性能影響68-71
• 5.3.4 纖維直徑對過濾性能影響71-75
• 5.3.5 粒徑對過濾性能影響75-77
• 5.4 公式歸納總結77-79
• 5.4.1 隨機纖維壓力損失公式總結77
• 5.4.2 隨機纖維捕集效率公式總結77-79
• 5.5 本章小結79-81
• 第六章 結論與展望81-83
• 6.1 課題結論81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻83-89
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄89-91
• 致謝91

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 付海明,沈恒根;纖維過濾介質捕集效率數學模型的研究[J];東華大學學報(自然科學版);2004年03期

2 付海明,沈恒根;纖維過濾器過濾理論的研究進展[J];中國粉體技術;2003年01期

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9 吳國平,胡偉,滕恩江,魏復盛;室外空氣污染對成人呼吸系統(tǒng)健康影響的分析[J];中國環(huán)境監(jiān)測;2001年S1期

10 錢付平;韓云龍;陳光;黃志甲;;纖維過濾器氣相流場的數值研究[J];節(jié)能技術;2008年05期

  本文關鍵詞：纖維過濾捕集效率模擬及特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：276427