圆型纤维过滤流场数值计算与压降分析

通过采用计算流体力学方法求解描述交错排列纤维模型过滤器绕流特征的Navier-Stokes方程,并计算分析了纤维附近流场分布和单纤维过滤阻力。保持纤维直径df=20μm,重点分析过滤风速u、填充率SVF对纤维外流场分布及过滤阻力的影响。研究结果表明:当纤维直径保持不变时,单纤维稳态过滤阻力损失随过滤风速u∞、填充率SVF增大而增大;当过滤风速0.01m/s<u∞<0.2m/s、填充率0.01<SVF<0.1时,数值计算给出的单纤维无量纲过滤阻力值与Happel模型和Kuwabara模型吻合良好。本文研究旨在用计算流体力学方法模型模拟单纤维的流场分布及过滤阻力,研究影响单纤维过滤阻力的因素,寻求降低单纤维过滤阻力的方法。