张俪安,刁永发,楚明浩,王如歌,沈恒根

单纤维捕集过程中亚微米颗粒的布朗团聚

张俪安,刁永发*,楚明浩,王如歌,沈恒根

(东华大学环境科学与工程学院,上海 201620)

针对亚微米颗粒(0.1~0.5μm)在单纤维捕集过程中的布朗团聚规律,基于计算流体动力学-颗粒群平衡模型(CFD-PBM)对粉尘颗粒在单纤维捕集过程中的布朗团聚行为进行了数值模拟研究,采用分区法对颗粒群平衡方程(PBE)进行求解,综合考虑了停留时间、入口粉尘粒径、气流温度、数对布朗团聚的影响,并将数值模拟与实验结果进行对比.结果表明,布朗团聚核UDF符合数值模拟计算要求.粉尘颗粒的布朗团聚贯穿整个过程,团聚有效时间=/(速度方向模型尺寸长度/入口流速);粉尘颗粒越小,布朗团聚越强,Bin-7与Bin-0区间的数量浓度差距越小,粒径与布朗团聚强度呈负相关;气流温度是通过改变气流动力黏度以及聚并系数来影响布朗团聚,与布朗团聚强度呈正相关,当=300K,p³0.5μm时,颗粒的布朗团聚效应可以忽略;数通过扩散系数的变化影响布朗团聚,与布朗团聚强度呈负相关.

亚微米颗粒；CFD-PBM；布朗团聚；分区法；单纤维

PM2.5等微细颗粒物对人体免疫系统、呼吸系统和中枢神经系统都有着不良影响[1].目前工业上袋式除尘器对于PM2.5以下的颗粒存在穿透区,纤维难以捕集[2].

目前国内外对于纤维捕集颗粒物的研究主要包括纤维截面形状(异型纤维)[3-4]、纤维直径[5]、填充率[6]、颗粒物沉积特性[7-9]以及纤维排列结构[1,10]和纤维交叉角度[11]等参……