单纤维对惯性颗粒稳态过滤捕集效率的数值模拟分析-论文.pdf

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1、第4O卷第3期东华大学学报(自然科学版)Vo1．40，NO．32014年6月JOURNALOFDONGHUAUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Jun．2014文章编号：1671—0444(2014)03—0345—05单纤维对惯性颗粒稳态过滤捕集效率的数值模拟分析杨林，付海明，李杰，王亮(东华大学环境科学与工程学院，上海201620)摘要：采用计算机对单纤维稳态过滤捕集效率进行模拟分析，所选研究对象为惯性单分散颗粒，模拟分析中考虑拦截机理及碰撞机理作用，同时忽略扩散机理的影响．采用Kuwabara流场来表征单纤维表面的气流绕流特征，以计算粉尘颗粒运动

2、的轨迹，计算分析了斯托克斯数s、拦截系数R及填充率C对稳态单纤维捕集效率的影响．研究结果表明：单纤维稳态过滤捕集效率均随S、R及C的增大而增大，单纤维稳态过滤捕集效率与填充率近乎呈线性增加的关系．模拟计算结果与文献研究结果基本吻合．关键词：单纤维；捕集效率；数值模拟；空气过滤；稳态过滤中图分类号：TQ021文献标志码：ANumericalSimulationAnalysisofStationaryCollectionEfficiencyofInertialParticlesonSingleFiberSurfaceYANGLin，FUHai—ruing，LIJie，WA

3、NGLiang(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China)Abstract：Thecollectionefficiencyonasinglefiberinsteadyconditionwasmainlydiscussedwithcomputersimulationdata，andtheinertialparticlesweretakenastheresearchobject．Theinterceptionmechanismandtheinertia

4、lcollisionmechanismweretakenintoaccountduringthesimulation，atthesametimeparticlediffusioncollectionmechanismwasignored．KuwabaraflowfieldwasusedtocharacterizetheairflowaroundthesurfaceofsinglefibersSOthatthetrajectoryofparticlescouldbecalculated．TheeffectofStokesnumberSt，interceptioncoef

5、ficientRandthefillingrateConcollectionefficiencyofsinglefiberWaSdiscussed．ItwasfoundthatthecollectionefficiencyincreasedwithSt，RandCincreasing，andthatitsvalueapproximatelyshowedalinearincreaserelationshipwithCincreasing．Thesimulationresultswereconsistentwiththeliteratureresults．Keywords

6、：singlefiber；collectionefficiency；numericalsimulation；airfiltration；stationaryfiltration一工业生产、汽车尾气及自然作用产生的大量微，其在工业生产中发挥着重要作用．因此，纤维粒影响着大气环境Ⅲ，使得空气中含有大量的有害过滤理论及技术的研究是一项重要的研究课题嘲．气体和细小的悬浮颗粒物，这对人类的呼吸免疫功单纤维过滤捕集效率是研究纤维过滤理论及技术的能、呼吸道、心血管和中枢神经系统等造成了严重的主要内容之一，对纤维过滤理论的发展起着至关重危害．纤维过滤器是减少大气污染的高效方法之要的作

7、用．收稿日期：2013-04-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(51178094)作者简介：杨林(1989一)，男。江苏盐城人，硕士，研究方向为纤维过滤原理．E—mail：yanglin—leo@sina．cn付海明(联系人)，男，高工，E—mail：fhm@dhu．edu．crl346东华大学学报(自然科学版)第40卷多年来，国内外许多学者对单纤维过滤捕集效粒质心到纤维中心的距离等于颗粒半径与纤维半径率进行了大量的研究，但对单纤维的碰撞、拦截及扩之和，则此时即为拦截机理捕集颗粒；如颗粒既未发散捕集机理如何合并计算，一直存在很大的问题和生碰撞且