竖直矩形窄通道内PM_1颗粒沉积的数值模拟

采用数值模拟,在长为1 000mm,截面为20mm×20mm的竖直矩形窄通道内,研究不同温度场内PM1颗粒湍流工况下的沉积规律。对气相采用标准k-ε模型来预测通道内流场与近壁面区域的湍流变化,对PM1颗粒采用DPM(DiscretePhaseModel)离散相模型来跟踪颗粒的运动轨迹。在模拟计算前,对模型进行网格敏感性分析,确定网格节点数为180 000。结果表明,矩形通道内湍流扩散作用、热泳效应和二次流的共同作用使PM1颗粒在近壁面区域富集;矩形窄通道内的二次流使PM1颗粒随主流被"搬移"到拐角和靠近拐角的壁面处,并在此大量富集;在温度场内近壁面区域,热泳力是PM1在冷壁面上发生沉积的最主要因素,但随主流温度的增高,PM1颗粒布朗运动显著增强,致使其无规则运动和扩散加强,不利于形成稳定的富集区,减弱了PM1颗粒在冷壁面上的沉积。