高效過濾器作為潔凈技術(shù)行業(yè)的核心設(shè)備,其效率的提升、性能的優(yōu)化對(duì)與其相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有著重大的意義。近年來其發(fā)展引起了諸多國(guó)家的重視,低阻高效成了空氣過濾器發(fā)展共同的主題。鑒于新型濾材的高昂價(jià)格及低碳環(huán)保的要求,合理、充分利用濾料,提高其整體使用壽命顯得非常必要。
目前,HEPA多存在以下兩個(gè)方面的瑕疵：因均流板設(shè)計(jì)不合理引起的迎風(fēng)面入口流量分布不均勻的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致濾料得不到最優(yōu)化的利用;過濾器檢漏發(fā)塵方式的不合理,使得氣溶膠大量殘留對(duì)過濾器壽命造成挑戰(zhàn),同時(shí)存在目標(biāo)氣溶膠時(shí)間不一致性和污染環(huán)境的潛在可能。本課題將基于目前已經(jīng)廣泛使用的數(shù)值模擬計(jì)算技術(shù),對(duì)上述兩個(gè)問題展開分析。
立足于相應(yīng)的假設(shè)和簡(jiǎn)化,借助CAD進(jìn)行過濾器三維建模,采用GAMBIT進(jìn)行網(wǎng)格處理,最終通過FLUENT軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。為驗(yàn)證數(shù)值模擬方式中模型的合理性、邊界條件選取的準(zhǔn)確性,麗杰凈化還開展了相應(yīng)的對(duì)照試驗(yàn),并通過試驗(yàn)與模擬的對(duì)比最終確定了數(shù)值模擬過程中：湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)κ-ε模型、濾料采用多孔介質(zhì)模型及速度入口、壓力出口邊界定義的合理性。對(duì)于無隔板高效過濾器,在靜壓箱尺寸一定的情況下,過濾器入口流速分布的一致性主要受均流板影響,而均流板的幾何結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、安裝高度、開孔孔徑、孔間距等都在不同程度上影響著均流板的性能。
均流板性能的主要影響因素：大小、開孔率、安裝高,用正交試驗(yàn)法進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),建立不同過濾器物理模型,對(duì)常用的2000m3/h、1500m3/h、1000m3/h及500m3/h過濾器模型分別開展了試驗(yàn)研究。對(duì)于過濾器檢漏中的氣溶膠發(fā)生方式,本文先開展了不同“點(diǎn)源”發(fā)塵的實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了多點(diǎn)發(fā)塵有利于縮短混合距離;繼而進(jìn)行了不同數(shù)目點(diǎn)源、相對(duì)于氣流流向的順流、逆流、垂直流三種發(fā)塵方向的多組模擬試驗(yàn)研究。模型等的建立、處理沿襲了速度分布一致性的相方法。本課題采用速度(濃度)分布的相對(duì)誤差和不均勻度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明：對(duì)于不同的過濾器模型,均流板的設(shè)計(jì)應(yīng)有不同的方式,不能單獨(dú)依照經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于2000m3/h過濾器模型,其入口氣流的一致性主要受均流板大小影響,最優(yōu)安裝高度為50mm,而其余三種風(fēng)量模型入口氣流一致性主要由均流板開孔率決定。對(duì)于氣溶膠的混合,當(dāng)發(fā)塵“點(diǎn)源”的數(shù)目足夠多時(shí),在有限的靜壓空間內(nèi)是能夠混合均勻的,當(dāng)然有擾流的情況下更能夠加速氣溶膠的混合均勻。
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