绕流椭圆形截面纤维截留捕集效率的研究

摘要

颗粒物污染是当今社会的一大环境问题,其主要来源于人类工业生产和日常生活中颗粒物的排放。为了防止颗粒物对人身体健康的伤害,可以从颗粒物污染源的排放控制和生活环境中颗粒物含量的控制两个方面着手。针对以上两个方面,出现了纤维过滤器,并且由于其优点而被广泛运用。
　　纤维过滤器是一个复杂的研究对象,其内部摆放有很多杂乱无序的纤维,故对其整体除尘效率的研究较难进行。为了对过滤器整体捕集效率进行研究,要进行一定的简化和假设。一般选取单根纤维作为研究对象,分别对其每一种过滤机理进行研究,这样就使得过滤效率的研究变得较简单。因此,本文针对势流情况下,对单根纤维的直接拦截机理的捕集效率进行研究,具体工作如下:
　　首先,由于对纤维过滤器整体进行研究较为复杂,一般选取经典过滤理论的单纤维模型,针对一种过滤机理研究其捕集效率。过滤效率一般表示为分散的颗粒物、弥散的流体介质和过滤材料的参数的函数。
　　其次,单根纤维捕集颗粒物包含输运和捕集两个过程。其中颗粒物的输运涉及绕流纤维的流场问题。基于经典的保角变换——儒可夫斯基变换,可以由绕流圆的复势得到绕流椭圆的复势,并根据复势定理,得到绕流椭圆的流函数和势函数。
　　最后,根据直接拦截机理捕集效率的定义和绕流椭圆柱的流函数,得到椭圆柱纤维直接拦截机理的捕集效率,并探讨各参数对截留捕集效率的影响。
　　综上所述,本文基于经典过滤理论中绕流圆柱纤维的流场得到绕流椭圆柱纤维的流场,并根据直接拦截机理捕集效率的定义得到椭圆柱纤维截留捕集效率的精确解。该研究对改善纤维过滤器的捕集效率有一定的指导意义。

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目录

1绪论

1.1课题背景

1.2过滤器

1.3纤维过滤器过滤机理

1.4本文主要研究内容

2过滤理论

2.1过滤理论的研究历程

2.2过滤理论的研究方法

2.3单纤维模型的理论计算

2.4本章小结

3绕流椭圆柱纤维流场的计算

3.1儒可夫斯基变换

3.2绕流椭圆柱体的复势

3.3绕流椭圆柱体的流函数和势函数

3.4本章小结

4绕流椭圆柱纤维的截留捕集效率的计算和分析

4.1截留捕集效率的计算

4.2截留捕集效率的分析与讨论

4.3本章小结

5总结与展望

5.1全文总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表学术论文目录

附录2 求解一元四次方程