纖維過濾捕集效率模擬及特性研究.pdf

1、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(shù)。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(shù)和運行參數(shù)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(shù)和運行參數(shù)對捕集效率和壓力

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(shù)值模擬研究，主要研究工作和研究結論包括:

3、r>　　(1)通過VBA程序建立多種結構參數(shù)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(shù)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(shù)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（

4、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(shù)和運行參數(shù)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