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    通風管道彎頭段粉塵運移規律數值模擬研究

    發布時間:2019-02-28 17:05:53

    彎頭段顆粒的運動規律對研究整個管道內顆粒的輸送和凈化有著關鍵性的作用,運用氣固兩相流動理論中的歐拉-拉格朗日離散相模型和湍流模型,采用計算流體力學的FLUENT軟件,對通風管道圓形彎頭段粉塵運移規律進行數值模擬。分析和討論不同送風速度以及不同粒徑下塵粒在彎頭內的運動規律,其結果對工程實踐能起到一定的指導作用。

    隨著對節能、溫度和濕度舒適要求的提高,建筑物密閉程度不斷增大,室內空氣質量越來越大地依賴于空調系統送風情況。在空氣輸送過程中,粉塵極容易在管道里沉積,影響通風效果并產生二次污染。沉積的塵粒,在適宜的溫度和濕度下,滋生大量細菌和微生物,隨著空調系統的運行隨氣流進入室內,造成嚴重的室內空氣污染。

    目前,已有文獻討論了管道中顆粒物的輸運特性,主要集中于理想化的長直管道。但是,根據動力學基本原理,發生在類似于彎頭段的管道局部構件處的沉積比在直管道中要大很多。根據通風管道的相關標準規范和工程中常用圓形風管的尺寸,本文對橫截面尺寸為200mm的圓形彎頭內,不同送風速度下,粒子直徑為1到100μm,湍流擴散的情形下,粒子運動軌跡進行模擬追蹤。

    通風管道

    1、氣固兩相流數學模型

    通風管道內氣粒流動過程是典型的湍流氣固兩相流動。研究兩相流問題基本上有兩種方法。一是歐拉-歐拉方法,不同的相在計算中被看作是可以互相貫穿和摻混的連續介質。二是歐拉-拉格朗日法,該方法是把流體當作連續介質,流場采用歐拉方程進行計算,而將占據很低的體積系數的顆粒作為離散相處理。此方法可以對大量不同粒徑大小的顆粒在流場中的運動進行跟蹤,甚至可以模擬出顆粒與墻壁的彈性碰撞,對復雜的幾何流場適應性特別強。由于本文模擬對象中顆粒直徑較小,濃度較低,顆粒對氣體流場的影響不大,本文采用拉格朗日離散模型,在計算中忽略顆粒與顆粒之間的作用以及顆粒對氣相流場的影響,而只考慮氣相流場對顆粒的作用[4]。


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