多功能空氣凈化機(jī)設(shè)計(jì)及流場(chǎng)仿真分析.pdf

1、隨著室內(nèi)裝潢的盛行和工業(yè)化發(fā)展,室內(nèi)空氣污染越來(lái)越嚴(yán)重,對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量關(guān)注越來(lái)越重視。目前空氣凈化機(jī)存在的主要問(wèn)題有:凈化效果差,凈化模式固定,不能根據(jù)室內(nèi)空氣污染情況切換凈化模式,無(wú)需工作的過(guò)濾層一直處于工作狀態(tài),增加了風(fēng)道中通風(fēng)阻力,導(dǎo)致空氣凈化機(jī)運(yùn)行能耗高和資源浪費(fèi)。因此,開(kāi)展多功能室內(nèi)空氣凈化機(jī)設(shè)計(jì)及仿真分析,實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能凈化室內(nèi)空氣,具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。
　　 首先,根據(jù)空氣凈化機(jī)的使用情況,確定了多功能空氣

2、凈化機(jī)的三種凈化功能,包括灰塵凈化、有害氣體凈化和二氧化碳凈化,由這三種凈化功能,組成了七種凈化工作模式。綜合考慮凈化效果、使用方便及經(jīng)濟(jì)因素,選擇了三種凈化功能相應(yīng)凈化方法和凈化材料,并對(duì)凈化過(guò)程中的空氣阻力進(jìn)行了理論分析和計(jì)算。
　　 然后,對(duì)空氣凈化機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)主要包括風(fēng)道和驅(qū)動(dòng)裝置。風(fēng)道設(shè)計(jì)中確定了各凈化層的工位,對(duì)風(fēng)道結(jié)構(gòu)參數(shù)和風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)速進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。為了實(shí)現(xiàn)不同凈化工作模式的切換,設(shè)計(jì)

3、了一種分步控制式齒輪齒條機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)裝置。測(cè)控系統(tǒng)包括硬件和軟件。根據(jù)凈化目標(biāo),分別選擇了灰塵濃度傳感器、有害氣體濃度傳感器和二氧化碳濃度傳感器,采用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)作為控制單元,設(shè)計(jì)空氣質(zhì)量采集、處理檢測(cè)電路和工作模式的切換控制電路,以及測(cè)控系統(tǒng)主程序和主要功能程序。在模擬的室內(nèi)污染環(huán)境中,采用搭建的測(cè)控系統(tǒng)和空氣凈化機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明單凈化功能下,空氣凈化機(jī)可節(jié)約功耗20%-32%:組合凈化功能工作模式下,空氣凈化機(jī)

4、可節(jié)約功耗10.6%-18.6%,達(dá)到了節(jié)能、高效的設(shè)計(jì)要求。
　　 最后,采用多孔介質(zhì)模型模擬空氣凈化機(jī)中的HEPA濾紙,通過(guò)Fluent軟件仿真分析空氣凈化機(jī)內(nèi)部流場(chǎng),分析了進(jìn)口速度在1m/s至5m/s變化過(guò)程中,高度分別在0.05m、0.10m、0.15m三個(gè)截面上壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的變化。結(jié)果表明:風(fēng)速在1m/s至2m/s時(shí),氣流流動(dòng)穩(wěn)定;HEPA濾紙?jiān)?.10m截面上對(duì)氣流的阻力最大;獲得更好的內(nèi)部流場(chǎng)應(yīng)增大進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口