利用混合标准粒子和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)多分散气溶胶,采用扫描迁移粒径仪分析气溶胶全粒径谱,作为测定各级粒径过滤效率的方法,对几种不锈钢过滤材料进行过滤特性研究。研究结果表明,对于多分散气溶胶,不同孔径和性质的金属滤材的最大透过粒径Dmax是不同的,Dmax随滤材过滤孔径的增大而变大;在1～3cm/s滤速区间内,滤材的效率随滤速的增加而降低,且滤材的Dmax随滤速的增加向小粒径方向移动。不锈钢滤材串级过滤时表现出各级滤材的效率依次降低,但串级过滤的总过滤效率仍随级数的增加而增大;实验还证明,滤速一定时,相同滤材串级过滤并不会改变过滤器的Dmax,但观察到串级过滤各级单级效率的Dmax有随级数的增加向大粒径方向移动的现象。
利用计算流体动力学(CFD)-离散单元法(DEM)耦合方法模拟空气过滤器内部的气-固两相流动。在过滤器过滤阶段,研究过滤器内部纤维与颗粒的特性对颗粒沉积和团聚的影响。此外,改变过滤器的结构参数以分析其对过滤器过滤特性(包括压降和过滤效率)的影响。结果表明:采用CFD-DEM模拟过滤器过滤过程的方法是方便且可行的,模拟结果与前人的实验观测、数值模拟及经验关联式基本吻合;在过滤过程中,颗粒会在过滤器表面堆积形成树突状的团聚结构;相对于气相流场而言,各个工况的压降均增加,呈现指数增长的趋势;过滤器的总压降随纤维直径df的增加而增加,当df和纤维延伸长度H不变时,压降随纤维偏离距离L的增大而减小;当df和L不变时,压降随H的增大而减小。过滤效率随L的增加而减小,H的变化对过滤效率基本无影响。
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