褶型空气过滤介质微观结构三维建模及其含尘性能模拟

基于实际熔喷纤维电镜扫描(SEM)图像,建立了不同褶间角、层数、直径、纤维个数、曲率的褶型空气过滤介质微观结构模型,实现了对褶型空气过滤介质微观结构的动态控制.通过计算流体力学和离散单元法(CFD-DEM)耦合的方法对褶型过滤介质含尘过滤阶段的过滤特性进行模拟,将模拟结果与相关经验关联式比较.结果表明,所建模型与实际过滤介质电镜图像基本相似,压力损失模拟值与计算值误差在10%以内,表明CFD-DEM耦合计算方法可行;在含尘过滤阶段,同一进口风速(v)下随颗粒沉积量增加,压力损失非线性增大;不同进口风速下的压力损失增加均随过滤时间增加而增大,v=0.6 m/s时压力损失增加最大,为0.214 Pa,v=0.4 m/s时压力损失增加最少,为0.133 Pa.当3.216 ms时,颗粒出现明显沉积与团聚,纤维彼此贯穿的区域沉积更明显,表明纤维的排列方式对颗粒的沉积影响显著.