基于微观结构的褶式滤芯拟态化模型及其过滤性能的数值模拟

摘要

基于随机多层纤维过滤介质算法建立褶式滤芯三维拟态化结构模型,对褶式滤芯内部气-固两相流动进行数值模拟,计算不同运行参数及结构参数下滤芯的压力损失及过滤效率,并与文献计算值进行比较.结果表明,压力损失随过滤风速增大呈线性增加;随褶尖角增大,压力损失呈先减小后增加,压力损失计算值与文献计算值吻合较好.褶尖角和过滤风速一定时,过滤效率随粒径增加先减小后增大,在给出的颗粒直径范围内存在最易穿透颗粒直径(MPPS).不同过滤风速下,当颗粒粒径小于0.5μm时,扩散作用使过滤效率随过滤风速增加而减小;大于0.5μm时,惯性作用使其随过滤风速增加而增加;MPPS随风速增加而减小;本计算值与文献计算值趋势一致.不同褶尖角下,当颗粒粒径小于1μm时,扩散作用使过滤效率随褶尖角增大而减小;大于1μm时,惯性作用使其随褶尖角增大而增加.