1. 安徽工业大学建筑工程学院,安徽 马鞍山 2430022. 河北亿利橡塑集团有限公司,河北 清河 054800
收稿日期:
2018-06-15修回日期:
2018-08-07出版日期:
2019-04-22发布日期:
2019-04-18通讯作者:
钱付平Flow field analysis and structure optimization of honeycomb air filter
Shuting WEI1, Fuping QIAN1*, Jialei CHENG1, Pengcheng XIAO2, Lianhua TANG2, Ronghe JIANG21. School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Technology, Ma'anshan, Anhui 243002, China2. Hebei Yili Group Co., Ltd., Qinghe, Hebei 054800, China
Received:
2018-06-15Revised:
2018-08-07Online:
2019-04-22Published:
2019-04-18Contact:
QIAN Fu-Ping 摘要/Abstract
摘要: 基于多孔介质理论,采用标准k??湍流模型对不同结构的宏观蜂窝状空气滤清器的内部流场和阻力特性进行数值模拟,从而进行结构优化,提高其性能。采用的模型为相同滤芯(褶高h=5 mm),壳体进出口形状分别为圆形与圆形(方案1)、圆形与椭圆形(方案2)、椭圆形与圆形(方案3)和椭圆形与椭圆形(方案4)的组合;优化得到的壳体结构与褶高分别为5, 10, 15 mm的蜂窝状滤芯组合,研究其过滤性能。结果表明,方案2的流场分布更均匀;压降随流量变大近似呈线性增长,当流量小于额定流量的60%时,4种方案的压降大致相等,大于额定流量的60%时,方案2的压降比方案1, 3和4小,方案2的壳体结构较合理。方案2滤芯褶高对空气滤清器流场分布有一定影响,且在研究的褶高范围内压降先降低后增加,存在最佳褶高使空气滤清器的压降最小。
引用本文
魏舒婷 钱付平 程家磊 肖鹏程 唐莲花 姜荣贺. 蜂窝状空气滤清器的流场分析及结构优化[J]. 过程工程学报, 2019, 19(2): 271-278.
Shuting WEI Fuping QIAN Jialei CHENG Pengcheng XIAO Lianhua TANG Ronghe JIANG. Flow field analysis and structure optimization of honeycomb air filter[J]. Chin. J. Process Eng., 2019, 19(2): 271-278.
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参考文献
[1] 徐张红.重型车空气滤清器的三维仿真分析与试验研究[D]. 中国计量学院, 2014: 58- 59. [2] 韩青.空气滤清器内三维紊流数值计算与分析[D]. 山东轻工业学院, 2008: 46- 48. [3]董贵杨, 谭花, 杨自双, 等.技术在汽车工程领域中的应用研究[J].机械工程与自动化, 2013, 11(2):219-221. [4]Nagarajan G, Kumar S, Chowdhury D. CFD analysis of air filters for an off-highway vehicle[J].SAE Technical Paper, 2007, 26(13):48-50. [5]李佳, 刘震涛, 刘忠民.空气滤清器流动过程仿真与试验分析[J].浙江大学学报工学版, 2012, 5(2):327-332. [6]Saleh A M, Fotovati S, Tafreshi H V, et al. Modeling service life of pleated filters exposed to poly-dispersed aerosols[J].Powder Technology, 2014, 266(35):79-89. [7]Hosseini S A, Tafreshi H V. Modeling particle-loaded single fiber efficiency and fiber drag using ANSYS–Fluent CFD code[J].Computer and Fluids, 2012, 74(21):157-166. [8]Fotovati S, Pourdeyhimi B. A macroscale model for simulating pressure drop and collection efficiency of pleated filters over time[J].Separation and Purification Technology, 2012, 98(39):344-355. [9]Saleh A M, Hosseini S A, Tafreshi H V, et al. 3-D microscale simulation of dust-loading in thin flat-sheet filters: a comparison with 1-D macroscale simulations[J].Chemical Engineering Science, 2013, 99(27):284-291. [10]付海明, 朱静.圆筒状褶式机油滤清器的模拟与优化设计[J].交通运输工程学报, 2009, 9(3):60-65. [11]唐刚志, 张力, 邓涛, 等.发动机用平板型空滤器流动阻力特性分析和改进[J].重庆大学学报, 2015, 38(4):18-23. [12]何志霞, 蒋兆晨, 王硕, 等.空气滤清器的空气动力学仿真及优化[J].中南大学学报自然科学版, 2012, 43(3):1179-1184. [13]赵树恩, 蒋艾伶.某发动机空滤器的优化设计[J].机械设计与制造, 2015, 13(8):163-166. [14] Théron F, Joubert A, Coq L L. Numerical and experimental investigations of the influence of the pleat geometry on the pressure drop and velocity field of a pleated fibrous filter [J].[J].Separation and Purification Technology, 2017, 182(56):69-77. [15]Tronville P, Sala R. Minimization of resistance in pleated-media air filter designs empirical and CFD approaches[J].HVAC& R Research, 2003, 9(1):95-106. |
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