粉尘颗粒在单纤维表面沉积的计算机模拟

采用随机模拟方法模拟研究了粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积过程,Kuwabara流场用于计算粉尘颗粒运动的轨迹,模拟中考虑了粉尘颗粒的粒径分布和单纤维在气流作用下的扭曲行为对粉尘颗粒沉积的影响。模拟结果表明,粉尘颗粒在单纤维表面上的沉积形态与分布特征依赖于Stokes数、粉尘颗粒粒径分布和纤维扭曲程度;模拟获得的粉尘树枝结构与相关文献提供的实验结果相似。

荷尘状态单纤维过滤压降数值计算与分析

采用Monte Carlo法和Kuwabara单元模型,模拟了单纤维表面粉尘树枝结构的生长过程。在此基础上,考虑邻近粒子对粉尘树枝中单粒子阻力的影响,给出了荷尘状态单纤维过滤压降模拟模型。结果指出,对所有过滤情形,荷尘单纤维过滤压降随沉积量变化呈现两个阶段性特征;过滤风速、粒子大小和粉尘树枝形态结构对荷尘单纤维过滤压降影响显著;而纤维直径对荷尘单纤维过滤压降影响不明显。在获得单纤维过滤压降随沉积量变化关系后,求解了粒子在模型过滤器中的质量分布,建立了荷尘纤维过滤器过滤压降预测模型,并将模型计算结果与实验结果作了对比。结果表明,过滤风速在0.01～0.3m.s-1范围内时,计算值与实验结果吻合较好,模型可适用于荷尘纤维过滤器的压降预测。

单纤维表面尘粒捕集随机模拟程序实现

纤维过滤介质表面尘粒沉积形成树枝状堆积结构,即"粉尘树状结构",对纤维过滤性能具有重要影响。基于Wang提出的随机模拟方法和表征单纤维周围绕流特征的Kuwabara流场,建立单纤维过滤介质表面尘粒捕集随机模拟模型,采用可视化编程语言Visual Basic 6.0开发该模型的应用软件。软件设为主窗口和参数输入窗口,用户通过参数输入窗口可输入过滤风速、纤维直径、容密度、粒子密度、粒径大小及粒径分布等过滤参数。模拟数据以ASCII形式存于临时文件中,便于origin直接调入分析。应用该软件成功实现了纤维表面尘粒捕集过程的模拟,并得到了一些有益的结果。

单纤维过滤介质表面尘粒捕集的随机模拟

基于控制面概念和粒子运动轨迹计算,建立单纤维过滤介质表面尘粒捕集的三维随机计算模型,采用Ku-wabara流场表征单纤维表面的气流绕流特征。计算分析了St数、无量纲粒径及单纤维过滤模型填充密度对沉积物形态结构和积尘状态下单纤维捕集效率的影响。结果指出,St数对沉积物形态结构具有显著作用,随St数减小,沉积物由紧密的堆积结构演变为分叉显著的树枝状结构。模拟结果还发现,无论过滤条件如何变化,无量纲单纤维捕集效率随捕集粒子数呈近似线性增加关系。