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多存在以下兩個方面的瑕疵：因均流板設(shè)計不合理引起的迎風(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過濾器壽命造成挑戰(zhàn),同時存在目標(biāo)氣溶膠時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)值模擬計算技術(shù),對上述兩個問題展開分析。
立足于相應(yīng)的假設(shè)和簡化,借助CAD進行過濾器三維建模,采用GAMBIT進行網(wǎng)格處理,最終通過FLUENT軟件進行數(shù)值計算。為驗證數(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)的對照試驗,并通過試驗與模擬的對比最終確定了數(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,用正交試驗法進行模擬實驗設(shè)計,建立不同過濾器物理模型,對常用的2000m3/h、1500m3/h、1000m3/h及500m3/h過濾器模型分別開展了試驗研究。對于過濾器檢漏中的氣溶膠發(fā)生方式,本文先開展了不同“點源”發(fā)塵的實驗研究,驗證了多點發(fā)塵有利于縮短混合距離;繼而進行了不同數(shù)目點源、相對于氣流流向的順流、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)分布的相對誤差和不均勻度作為評價指標(biāo)。結(jié)果表明：對于不同的過濾器模型,均流板的設(shè)計應(yīng)有不同的方式,不能單獨依照經(jīng)驗。對于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。對于氣溶膠的混合,當(dāng)發(fā)塵“點源”的數(shù)目足夠多時,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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