空气过滤器结构参数对过滤特性影响的CFD-DEM模拟

摘要

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。