多纤维捕集过程中细颗粒湍流团聚模拟研究

张俪安,刁永发,楚明浩,贾中坚,沈恒根,孙 静

多纤维捕集过程中细颗粒湍流团聚模拟研究

张俪安1,刁永发1*,楚明浩1,贾中坚1,沈恒根1,孙 静2

(1.东华大学环境科学与工程学院,上海 201620；2.甘肃兰菲环保科技有限公司,兰州 730030)

基于随机多层纤维过滤介质算法建立了平板式三维拟态化结构.利用计算流体力学-颗粒群平衡模型(CFD-PBM)对多纤维捕集过程中细颗粒湍流团聚进行数值模拟研究,并采用分区法求解颗粒群平衡方程(PBE).通过控制变量法分析表明:多纤维捕集过程中存在着明显的颗粒团聚行为.粉尘颗粒的团聚程度随停留时间增加而增强,当³/(速度方向模型尺寸长度/入口风速),团聚逐渐趋于稳定;当max·£,入口风速越大,颗粒团聚程度和团聚速率越大,最终的团聚程度取决于入口风速和停留时间;颗粒粒径越大,粉尘颗粒的团聚程度和团聚速率越小.出口颗粒平均粒径与初始粒径相比增长倍数越小.粉尘颗粒体积分数越大,颗粒团聚程度以及团聚速率越大.当= 0.1m/s,p= 1.0μm,VF > 0.003636, Bin-7～Bin-0区间数量浓度对数分布呈线性比例关系.

计算流体力学-颗粒群平衡模型；颗粒群平衡方程；分区法；湍流团聚；多纤维

颗粒物通过呼吸道进入肺部会产生沉积和滞留.粒径在2.5μm以下以及2.5～5.0μm的颗粒物能够进入肺泡,进而干扰肺部的气体交换,损伤肺泡和粘膜,引起肺组织的慢性纤维化等一系列病变,甚至会影响人体免疫功能,呼吸和中枢神经系统[1].目前最常见的去除工业废气中颗粒物的方法……