影響纖維捕集效率的因素及研究方法.pdf

1、多孔纖維在商用和家用環(huán)境中，主要處理顆?？諝馕廴?。過去50年，全球的科學(xué)家一直嘗試發(fā)展數(shù)學(xué)研究以便預(yù)測(cè)纖維過濾器的性能并提高其效率。從Kuwabara的模型起源，已經(jīng)有好多模型來應(yīng)用預(yù)測(cè)纖維的壓力損失和捕集效率，但大部分研究是將實(shí)際的纖維過濾器的纖維的錯(cuò)綜復(fù)雜無規(guī)則的排布結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為規(guī)則排列，把真實(shí)的形狀不同的纖維局限在單一的圓形纖維上，忽略了纖維過濾介質(zhì)截面變形對(duì)纖維過濾器的影響。在這些著作中大多數(shù)研究都是采用拉格朗日法，注重追蹤流體質(zhì)

2、點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，然而很少人注重流場(chǎng)各空間點(diǎn)及把足夠多的空間點(diǎn)綜合起來的整個(gè)濃度變化的過程。
　　為了獲得含塵氣體在過濾器中的整個(gè)流體的濃度變化過程并研究較為真實(shí)的過濾器微觀模型，主要研究工作和研究結(jié)論如下：
　?。?）從微觀角度分別采用拉格朗日法和歐拉法分別對(duì)單纖維濾料模型以及隨機(jī)生成的多纖維模型捕集效率進(jìn)行模擬，從宏觀角度采用歐拉法對(duì)纖維過濾器進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果表明，拉格朗日法和歐拉法所模擬出來的結(jié)果和計(jì)算式計(jì)算結(jié)果吻合，歐拉法

3、模擬收斂明顯快于拉格朗日法，在添加源項(xiàng)時(shí)模擬的結(jié)果和兩個(gè)文獻(xiàn)計(jì)算式結(jié)果非常接近，在添加在纖維表面添加自定義壁面邊界條件時(shí)模型模擬的結(jié)果略低于纖維捕集效率理論模型，但是仍然能很好的表示纖維的捕集效率隨著填充率，速度的變化關(guān)系，結(jié)果也非常吻合。
　　（2）采用VBA開發(fā)技術(shù)，以AUTOCAD軟件為基礎(chǔ),開發(fā)出生成隨機(jī)纖維的程序，導(dǎo)入CAD中生成隨機(jī)纖維濾料模型，VBA程序主要通過控制纖維直徑，孔隙率，纖維根數(shù)等參數(shù)來生成生成不同異形度

4、，不同填充率，不同纖維直徑的模型。采用拉格朗日法對(duì)所生成的不同截面模型進(jìn)行模擬，采用纖維的形狀系數(shù)，和異形度來區(qū)別不同截面形狀，進(jìn)而研究纖維橫截面對(duì)捕集效率的影響，結(jié)果表明：異形度，形狀系數(shù)對(duì)于過濾風(fēng)速較小時(shí)的捕集效率影響較大;壓力損失隨著形狀系數(shù)的增大而增大.在填充率<0.19時(shí)，三葉型纖維的捕集效率最高同時(shí)壓力損失也最大；異形度，形狀系數(shù)較大的纖維對(duì)于直徑小于2μm的顆粒具有較好的捕集效果.在纖維直徑等于30μm時(shí)，對(duì)于顆粒比較小的