陶瓷过滤介质的颗粒尺寸对过滤性能的影响

根据渗流力学和空气动力学捕集理论，深入分析了陶瓷闰尺寸对陶瓷过滤介质压降，渗透率和过滤效率等性能的影响，为合理选择陶瓷过滤介质的陶瓷颗粒尺寸提供了理论依据，理论分析结果表明，当假定粒子为球形，陶瓷颗粒装填方式为单珠装填时，陶瓷介质的渗透率与陶瓷颗粒直径的二次方近似成正比，而压降与陶瓷颗粒直径的二次方近似成反比，当不同的陶瓷颗粒混合使用时，其数量和直径大小应该保持一定的比值，否则将会破坏粒子间的排列方式，影响过滤效率，对整体煤气化联合循环（IGCC）陶瓷过滤元件的过滤介质来说，陶瓷颗粒直径为20μm左右是适合的。     

柴油机排气微粒壁流式陶瓷过滤体过滤机理及影响因素

在建立壁流式陶瓷过滤体微粒过滤捕集模型的基础上,详细计算分析了壁流式陶瓷过滤体的3种过滤机理:惯性碰撞机理、拦截机理和扩散机理,以及微粒粒径、过滤体微孔孔径、排气流速、气流温度等因素对3种微粒过滤捕集机理下的壁流式过滤体的微粒捕集系数及综合微粒捕集系数的影响及规律,在此基础上分析了提高壁流式过滤体微粒捕集系数的技术途径.研究结果可以为柴油机排气微粒壁流式陶瓷过滤体微粒捕集效率的定性与定量研究以及过滤体的结构优化设计提供依据.     

单纤维对惯性颗粒稳态过滤捕集效率的数值模拟分析

采用计算机对单纤维稳态过滤捕集效率进行模拟分析,所选研究对象为惯性单分散颗粒,模拟分析中考虑拦截机理及碰撞机理作用,同时忽略扩散机理的影响.采用Kuwabara流场来表征单纤维表面的气流绕流特征,以计算粉尘颗粒运动的轨迹,计算分析了斯托克斯数St、拦截系数R及填充率c对稳态单纤维捕集效率的影响.研究结果表明:单纤维稳态过滤捕集效率均随St、R及c的增大而增大,单纤维稳态过滤捕集效率与填充率近乎呈线性增加的关系.模拟计算结果与文献研究结果基本吻合.     

非织造滤材白细胞过滤模型研究

根据白细胞过滤过程中的质量守恒方程、白细胞浓度递减律,引入过滤系数,建立起血液中白细胞浓度关于过滤系数、滤材厚度、滤材面积、滤材最大捕获量及滤材过滤量的数学过滤模型。通过过滤模型计算得到的仿真值和实测的过滤效率具有很好的一致性。所建立的过滤模型可在理论上指导白细胞过滤器的设计和优化。     

香烟烟雾下高压微静电强电介质过滤性能

以香烟烟雾为尘源,测试了颗粒污染物不同粒径分布时高分子聚合物强场电介质过滤材料的过滤效率、压力降、臭氧(O_3)产生量,以及组合过滤器的过滤效率随迎面风速的变化。结果表明:过滤效率随迎面风速的增大呈先增大后减小的趋势,峰值在风速1.0m/s左右,此时粒径大于0.5μm颗粒物的过滤效率超过65%;迎面风速越大,压力降也越大;O_3最大发生量为0.03 mg/m3,小于GB 3095—2012限值。在风速约为0.85m/s时,对于粒径≥1.0μm的颗粒物,组合过滤器的过滤效率最大,为99.31%。参照欧盟关于过滤器分级的标准,高分子聚合物强场电介质材料可替代部分传统中效过滤器。     

APA油烟净化器的除烟机理

在现有油烟净化技术和应用现状调研的基础上，提出一种新型复合油烟净化器——APA油烟净化器。该净化器具有效率高、阻力小、成本低等优点。为深入研究该净化器的性能，从惯性碰撞、拦截效应、离心沉降、微粒过滤、旋流分离等方面较系统地分析了APA油烟净化器的除烟机理。通过定量的理论分析和比较，发现喷淋洗涤、旋流叶片分离对净化大于5μm的油烟液滴是非常有效的，对于小于1μm的油烟微粒的净化，筛网过滤将起主导作用。这就为改进油烟净化器提供了重要的技术路线。     

铜合金熔体泡沫陶瓷离心过滤技术研究

提出通过用离心加压使铜合金通过高密度、大厚度泡沫陶瓷从而强化过滤效果的新方法,研究了过滤工艺参数对铜合金过滤效果的影响。试验结果表明,泡沫陶瓷孔径与厚度、熔体温度、旋转速度等对铜合金的洁净度及力学性能有重要影响。采用该方法过滤铜合金熔体,抗拉强度比未过滤的提高10.8%,延伸率提高27.2%。金相观察表明,这种强化过滤对合金中15μm以上夹杂物有显著滤除效果。     

高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程的数值计算

利用FLUENT计算流体力学软件,对高温陶瓷过滤器正向流动与过滤过程进行了数值计算,得到了切向进气和径向进气时高温陶瓷过滤器内的流场分布.结果表明:对于包含突变截面和多孔介质两类通道的复杂流动系统,合理地选择计算区域和分配网格后,应用FLUENT计算流体力学软件可以得到满意的计算结果;陶瓷过滤器的流动损失主要发生在陶瓷过滤管的多孔陶瓷介质内;当气体径向进入工作段时,对陶瓷管的冲击较大;当气体切向进入时,在工作段壁面附近的速度较大,对陶瓷管的冲击较小;切向进气时高温陶瓷过滤器的进出口压降小于径向进气时.从保护陶瓷管和减小压降两方面考虑,切向进气方式的高高温陶瓷过滤器优于径向进气方式的高温陶瓷过滤器.研究结果为选择高温陶瓷过滤器的进气方式提供了理论依据.     

涂装车间漆雾过滤设备内流场数值模拟与设计优化

涂装车间在喷涂过程中会产生大量含有漆雾的喷涂废气,在处理喷涂废气之前需对其中的漆雾进行预过滤,在干式喷房中纸盒式漆雾过滤器由于更经济环保,越来越多地被投入使用。针对运行参数对过滤器过滤效率的影响,利用计算流体力学对折流板式纸盒过滤器的过滤效果进行了数值模拟研究,对过滤器的设计参数提出了优化建议。结果表明:设计参数对过滤器过滤效率的影响较大,过滤器对10 μm以下的漆雾颗粒过滤效率在10%~20%,过滤效率较低,对于10 μm以上的漆雾颗粒,过滤效率随粒径的增大而升高,对60 μm及以上的漆雾颗粒过滤效率达99%以上,部分大颗粒漆雾掉落至过滤器内,可实现漆雾储存;过滤器过滤效率随进口流速的增大而降低,随漆雾浓度的增大而升高,设备进出口压差随进口流速的增大而增大,但远低于喷房压阻限制。     

方形截面纤维惯性与拦截耦合捕集效率数值计算与分析

采用数值方法计算方形截面纤维的过滤阻力和粒子的惯性与拦截耦合捕集效率。分析讨论纤维迎风角度(θ)和填充率(C)对粒子惯性与拦截耦合捕集效率、过滤阻力以及粒子沉积分布的影响。结果表明,纤维迎风角度对粒子捕集效率、过滤阻力的影响较弱,但对粒子沉积分布的影响显著。对于以拦截为主导捕集机理的小粒子过滤,方形纤维的捕集效率明显高于圆截面纤维,综合过滤性能更优。而对于大粒子过滤情形,方形纤维未表现出更优的过滤性能。在粒子惯性与拦截捕集机理均起重要作用时,迭加捕集效率严重低估了实际纤维的过滤效率。     

金属箔材轧制过程中第二相颗粒的尺寸效应研究

金属箔材轧制时,箔材的厚度最小为几个微米.微米级甚至是亚微米量级尺寸的第二相颗粒都可能对基体的力学性能,甚至是箔材的表面形状造成影响.相对于基体而言,颗粒的软硬程度及其大小对轧制过程中箔材的影响是截然不同的.该文通过有限元模拟的方法研究了单个的硬质及软质第二相颗粒对箔材基体性能及形状的影响.论文中引入参量：颗粒直径/箔材厚度比(以下简称d/T).结果表明,箔轧时,相较于硬质颗粒而言,不同尺寸的软质颗粒对箔材的影响较大.第二相颗粒为软质颗粒时,应力集中程度及箔材表面变形程度随着颗粒尺寸的增大而增大,当d/T小于1/20时,第二相颗粒周边基体应力集中现象不明显;当d/T为1/20～1/5时,应力集中比较明显,箔材表面发生轻微变形;当d/T大于1/5时,基体中应力集中明显,箔材表面变形严重.第二相颗粒为硬质颗粒时,随着d/T的增加应力集中现象越不明显,基体表面几乎没有变形.     

燃煤飞灰单极荷电对纤维滤料过滤性能的强化

细颗粒物的单极荷电能够改善细颗粒物被纤维滤料过滤的性能.本文设计搭建了由线板式预荷电器和纤维滤料集尘装置组成的复合静电增强过滤实验平台,分别研究了在不同荷电类型、不同荷电电压以及不同过滤风速三种工况下,单极荷电的燃煤飞灰颗粒被聚苯硫醚(PPS)纤维滤料捕集时捕集效率及阻力特性的变化规律.结果表明,随着荷电电压的升高,过滤风速的下降,纤维滤料对荷电燃煤飞灰颗粒物捕集效率提高的同时压差增量减小,且压差增长速率明显降低.粒径越小,过滤效果增加越明显,且负荷电提高效果优于正荷电.     

陶瓷过滤器脉冲反吹过程中流动参数的测量与分析

在由三根陶瓷滤管组成的过滤器实验装置上，采用压电式压力传感器和热线风速仪分别测定了脉冲反吹过程中滤管内、外动态压力和滤管外瞬态流场。实验结果表明，在脉冲反吹即将终止而过滤过程尚未开始的过渡过程中，滤管内存在严重的低压区，滤管外存在较大的回流区，此时部分原已离开滤管壁的粉尘重新沉降在滤管壁上甚至穿嵌于滤管壁内，严重妨碍了刚性陶瓷过滤器的长周期稳定运行     

天然气用纤维过滤器非稳态性能实验研究

针对天然气工业特点，设计了一套滤芯性能在线检测装置，采用光学粒子计数器OPC对过滤器上、下游粉尘的浓度和粒径分布进行适时测量。使用多分散性粉尘，在实验室内测试了天然气用纤维过滤器的非稳态性能，以及各种操作参数对其性能的影响规律。实验结果表明，纤维过滤器的过滤效率和阻力均随粉尘负荷的增加而增加，根据其变化趋势可分为深层过滤和滤饼过滤两个阶段。过滤速度过高容易导致大粒子穿透，从而使效率下降，纤维过滤器的表观过滤速度应低于0．06m／s；相对湿度和滤材厚度的增加有利于增大过滤效率，但也会导致阻力的迅速增加。     

原位营养盐传感器在线自动过滤系统设计

针对小流量营养盐分析传感器运行中过滤器件污染堵塞的问题,设计了一种反冲式营养盐在线过滤系统。过滤元件应用微孔陶瓷滤芯,系统采用二级进样、二级过滤、滤液定期反冲的总体方案,并确定了过滤参数。实验结果表明,过滤系统出水浊度稳定,在0.2~0.3 NTU之间,适用范围在150 NTU以下,过滤后5项营养盐回收率基本都在90%~110%之间。     

多分散系统不同粒径颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法

利用线性八叉树的拓扑结构对八叉树大小邻居搜索算法进行改进,在Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法的基础上提出了一种快速预判大小颗粒碰撞的多重八叉树搜索算法．新算法对各种粒径分布的颗粒系统均有较好的适应性,且受颗粒形状和堆积密度的影响较小．对一个包含大中小3种粒径的颗粒系统进行计算,并与Ⅴ氏八叉树颗粒搜索算法结果进行比较,发现多重八叉树搜索算法在运行时间上有非常强的优势．     

背板对氧化铝陶瓷薄板断裂锥形态的影响

采用弹道侵彻试验与有限元数值模拟相结合的方法,研究了背板条件对氧化铝薄板陶瓷/金属复合装甲在抗12.7 mm穿燃弹过程中形成的陶瓷锥角大小与形态的影响,并分析了陶瓷锥形成的过程与机理.结果表明:背板厚度对于陶瓷锥大小的影响尤为明显,当背板厚度增大时,主裂纹汇聚的交点越靠近弹靶接触面,此时拉剪裂纹的扩展起到了主要作用,当背板厚度与陶瓷厚度之比小于1时,厚度比每增大1/6,陶瓷锥锥角大小增加5%;当界面间波阻抗差值减小即背板材料波阻抗升高时,从界面反射的应力波减弱,从而减小了对陶瓷的损伤,陶瓷断裂锥锥角大小也随之减小.      

喷动流化床气固流动特性的三维数值模拟

采用离散元方法（DEM）,在用欧拉方法处理气相场的同时用拉格朗日方法处理离散颗粒场,对喷动流化床煤部分气化炉内的气固流动进行了三维数值模拟．直接跟踪床内每一个离散颗粒,考虑了碰撞力、携带力、重力、剪切提升力和Magnus升力,颗粒碰撞采用软球模型．获得了喷动流化床典型操作参数下的流动结构、颗粒的受力、颗粒的速度分布、气体和颗粒的湍流强度等结果．结果表明,颗粒之间碰撞率随着喷动气速的增大而增大,随粒径的增大而减小,然而颗粒与壁面的碰撞率受喷动气速和粒径的影响不明显．颗粒的运动受重力、携带力和碰撞力主导,除喷动区与环形区交界外,Magnus力和Saffman力可以忽略．气体湍流强度是颗粒湍流强度的2～3倍,近壁面区的气体和颗粒的湍流强度均较小．     

高温陶瓷过滤器循环过程的热态实验研究

在一套由3根滤管组成的高温陶瓷过滤实验装置上。在常温至573K范围内进行了过滤与脉冲反吹循环性能实验，分析了操作温度、过滤气速、反吹压力等操作参数对循环性能的影响。实验结果表明，过滤循环初始阶段滤管残余压降上升较快，随后上升趋势逐渐变缓；随着温度的升高，滤管的初始压降升高，形成的粉尘层也越疏松。过滤气速越低，滤管初始压降越低，反吹间隔越长。提高反吹压力有利于提高清灰效果，但压力过高反吹间隔反而变短。最后通过在573K下的连续循环实验得出了滤管残余压降，为高温陶瓷过滤器的工程设计提供了依据。