椭圆纤维过滤压降与惯性捕集效率数值分析
  • 【DOI】

    10.3969/j.issn.1000-6923.2019.02.015

  • 【摘要】

    采用数值方法求解了描述椭圆截面纤维绕流特征的Navier-Stokes 方程,并计算了椭圆纤维对粒子惯性捕集效率及纤维过滤压降.分析讨论了椭圆纤维迎风角度θ、长短轴比ε 和填充率C 等参数对惯性粒子过滤性能的影响.结果表明,在大迎风角度时,过滤压降随长短轴比增大而增大,而在小迎风角度下,过滤压降则随长短轴比增大而减小;在相同纤维长短轴比条件下,过滤压降均随迎风角增大而增加.粒子惯性捕集效率计算结果... 展开>>采用数值方法求解了描述椭圆截面纤维绕流特征的Navier-Stokes 方程,并计算了椭圆纤维对粒子惯性捕集效率及纤维过滤压降.分析讨论了椭圆纤维迎风角度θ、长短轴比ε 和填充率C 等参数对惯性粒子过滤性能的影响.结果表明,在大迎风角度时,过滤压降随长短轴比增大而增大,而在小迎风角度下,过滤压降则随长短轴比增大而减小;在相同纤维长短轴比条件下,过滤压降均随迎风角增大而增加.粒子惯性捕集效率计算结果则表明,对于中高惯性粒子捕集,大迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维的捕集效率高于圆截面纤维,而对弱惯性粒子,小迎风角度和高长短轴比的椭圆纤维则表现出较高的捕集效率.在椭圆纤维过滤压降和捕集效率计算基础上,采用纤维过滤质量因子(定义为捕集效率比过滤阻力)评价综合过滤性能.结果表明,对于中高惯性粒子过滤,扁长型椭圆纤维(即为高长短轴比ε)在迎风角约为θ=45°时质量因子总体较高,即具有较优的综合过滤性能;而对弱惯性粒子,则扁长型椭圆纤维长轴平行来流方向(θ=0°)时,总体过滤性能较优. 收起<<

  • 【作者】

    朱辉  杨会  付海明  亢燕铭 

  • 【作者单位】

    东华大学环境科学与工程学院/东华大学环境科学与工程学院

  • 【刊期】

    中国环境科学 ISTIC EI PKU 2019年2期

  • 【关键词】

    气溶胶过滤  椭圆纤维  过滤阻力  惯性捕集效率  数值计算  aerosol filtration  elliptical fibers  filtration drag  inertial collection efficiency  numerical calculation 

  • 【基金项目】

    国家自然科学基金资助项目 广西自然科学基金资助项目