《纖維捕集細顆粒物的數值模擬》是2019年科學出版社出版的圖書，作者是趙海波。
基本介紹
- 書名：纖維捕集細顆粒物的數值模擬
- 作者：趙海波
- ISBN：9787030607324
- 頁數：198
- 定價：98.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年03月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：B5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
纖維除塵裝置(設備)廣泛套用於人類生產和生活的眾多領域。纖維過濾器在捕集過程中會在濾料表面形成顆粒枝簇結構，對顆粒物的整體捕集效率高，但是對於細顆粒物(PM2.5)的分級效率仍然難以滿足越來越嚴格的排放要求，對其進行設計和運行的最佳化是目前眾多纖維除塵套用的實際需求。對纖維除塵過程進行數學建模和數值模擬是對其進行設計和運行最佳化的理論基礎。本書系統介紹了纖維除塵過程的數學物理模型和數值模擬方法，重點是格子 Boltzmann-元胞自動機機率模型。利用這些數值模擬對常規圓形截面纖維、異形截面纖維、多層纖維等穩態和動態纖維除塵過程進行多尺度模擬，揭示不同機理主導下壓降、除塵效率、沉積模態、枝簇結構內部孔隙率等動態演變規律，從而對纖維幾何結構、排列方式、靜電增強等的最佳化以及實際套用提供理論指導。
圖書目錄
青年多創新，求真且力行（代序）
前言
1 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 纖維過濾機理 9
1.3 纖維除塵器捕集顆粒物的研究現狀 10
1.3.1 經典纖維過濾理論 10
1.3.2 異形纖維捕集顆粒物的研究進展 14
1.3.3 纖維非穩態捕集顆粒物的研究進展 16
1.3.4 靜電增強纖維過濾技術的研究進展 16
1.4 纖維除塵器捕集顆粒物的數值模擬方法 18
1.4.1 常規數值模擬方法 19
1.4.2 格子Boltzmann氣固兩相流模擬方法 21
1.4.3 巨觀數值模擬方法 23
1.5 本書的主要結構及內容 23
參考文獻 24
2 氣固兩相流的格子Boltzmann-元胞自動機機率模型 33
2.1 引言 33
2.2 格子Boltzmann方法 33
2.2.1 基本原理 33
2.2.2 邊界處理 36
2.2.3 曲面邊界處理 39
2.2.4 邊界作用力的計算 40
2.3 顆粒運動模型 41
2.4 雙向耦合的LB-CA模型 43
2.5 四向耦合的LB-CA模型 44
2.5.1 籌權值DSMC方法 44
2.5.2 異權值DSMC方法 47
2.6 LB-CA模型驗證 53
2.6.1 LB模型驗證 53
2.6.2 CA模型驗證 55
2.6.3 考慮雙向耦合的LB-CA模型驗證 57
2.6.4 考慮四向耦合的LB-CA模型驗證 63
2.7 本章小結 82
參考文獻 82
3 圓柱形纖維捕集顆粒物穩態過程的數值模擬 85
3.1 引言 85
3.2 圓形截面單纖維捕集顆粒物性能模擬 85
3.2.1 模擬條件 85
3.2.2 系統壓降 87
3.2.3 纖維捕集效率 87
3.3 圓形截面纖維層捕集顆粒物性能模擬 91
3.3.1 模擬條件 92
3.3.2 清潔工況系統壓降 92
3.3.3 清潔工況纖維捕集效率 93
3.3.4 不同布置方式性能比較 95
3.3.5 纖維捕集能力比較 96
3.4 本章小結 97
參考文獻 97
4 異形纖維捕集顆粒物穩態過程的數值模擬 99
4.1 引言 99
4.2 模擬條件及數據處理方法 99
4.2.1 模擬條件 99
4.2.2 萊溫伯格一馬卡特方法 99
4.3 橢圓纖維系統壓降 101
4.4 橢圓纖維捕集效率 103
4.4.1 纖維填充率對橢圓纖維捕集效率的影響 104
4.4.2 橢圓纖維獷散捕集效率 104
4.4.3 橢圓纖維攔截捕集效率 106
4.4.4 橢圓纖維慣性捕集效率 108
4.5 橢圓纖維性能參數研究 110
4.6 其他4種異形纖維捕集細顆粒物性能研究 1 12
4.6.1 4種異形纖維的系統壓降 113
4.6.2 4種異形纖維的擴散捕集效率 123
4.6.3 4種異形纖維性能比較 128
4.7 本章小結 130
參考文獻 131
5 纖維捕集顆粒物非穩態過程的數值模擬 132
5.1 引言 132
5.2 纖維非穩態捕集顆粒物的模擬方法 133
5.3 圓形纖維非穩態捕集顆粒物模擬 134
5.3.1 不同捕集機制下的沉積模態 134
5.3.2 不同捕集機制下枝簇結構分形維數 135
5.3.3 不同捕集機制下枝簇結構的孔隙率 136
5.3.4 纖維粘污過程中壓降和效率變化 137
5.4 多纖維過濾器非穩態過程模擬 138
5.4.1 沉積顆粒枝簇結構生長過程 138
5.4.2 捕集過程壓降變化 140
5.4.3 捕集過程效率變化 140
5.4.4 捕集過程性能變化 141
5.4.5 捕集過程中各纖維捕集能力變化 142
5.5 橢圓纖維非穩態捕集顆粒物模擬 143
5.6 本章小節 144
參考文獻 145
6 纖維捕集顆粒物的三維數值模擬 146
6.1 引言 146
6.2 圓柱纖維捕集顆粒過程 146
6.3 橢圓截面纖維捕集顆粒過程 149
6.3.1 顆粒沉積模態 149
6.3.2 泵統壓降的動態變化特性 156
6.3.3 捕集效率的動態變化特性 158
6.4 兩正交圓柱纖維多分散顆粒捕集過程 160
6.4.1 清潔工況 160
6.4.2 單分散顆粒沉積模態 163
6.4.3 多分散顆粒沉積模態 164
6.4.4 真實捕集過程壓降和效率變化 168
6.5 本章小結 170
參考文獻 171
7 駐極體纖維靜電增強捕集細顆粒物數值模擬 172
7.1 引言 172
7.2 駐極體纖維周圍電勢分布模擬 172
參考文獻 131
5 纖維捕集顆粒物非穩態過程的數值模擬 1 32
5.1 引言 132
5.2 纖維非穩態捕集顆粒物的模擬方法 133
5.3 圓形纖維非穩態捕集顆粒物模擬 134
5.3.1 不同捕集機制下的沉積模態 134
5.3.2 不同捕集機制下枝簇結構分形維數 135
5.3.3 不同捕集機制下枝簇結構的孔隙率 136
5.3.4 纖維粘污過程中壓降和效率變化 137
5.4 多纖維過濾器非穩態過程模擬 138
5.4.1 沉積顆粒枝簇結構生長過程 138
5.4.2 捕集過程壓降變化 140
5.4.3 捕集過程效率變化 140
5.4.4 捕集過程性能變化 141
5.4.5 捕集過程中各纖維捕集能力變化 142
5.5 橢圓纖維非穩態捕集顆粒物模擬 143
5.6 本章小節 144
參考文獻 145
6 纖維捕集顆粒物的三維數值模擬 146
6.1 引言 146
6.2 圓柱纖維捕集顆粒過程 146
6.3 橢圓截面纖維捕集顆粒過程 149
6.3.1 顆粒沉積模態 149
6.3.2 泵統壓降的動態變化特性 156
6.3.3 捕集效率的動態變化特性 158
6.4 兩正交圓柱纖維多分散顆粒捕集過程 160
6.4.1 清潔工況 160
6.4.2 單分散顆粒沉積模態 163
6.4.3 多分散顆粒沉積模態 164
6.4.4 真實捕集過程壓降和效率變化 168
6.5 本章小結 170
參考文獻 171
7 駐極體纖維靜電增強捕集細顆粒物數值模擬 172
7.1 引言 172
7.2 駐極體纖維周圍電勢分布模擬 172
前言
1 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 纖維過濾機理 9
1.3 纖維除塵器捕集顆粒物的研究現狀 10
1.3.1 經典纖維過濾理論 10
1.3.2 異形纖維捕集顆粒物的研究進展 14
1.3.3 纖維非穩態捕集顆粒物的研究進展 16
1.3.4 靜電增強纖維過濾技術的研究進展 16
1.4 纖維除塵器捕集顆粒物的數值模擬方法 18
1.4.1 常規數值模擬方法 19
1.4.2 格子Boltzmann氣固兩相流模擬方法 21
1.4.3 巨觀數值模擬方法 23
1.5 本書的主要結構及內容 23
參考文獻 24
2 氣固兩相流的格子Boltzmann-元胞自動機機率模型 33
2.1 引言 33
2.2 格子Boltzmann方法 33
2.2.1 基本原理 33
2.2.2 邊界處理 36
2.2.3 曲面邊界處理 39
2.2.4 邊界作用力的計算 40
2.3 顆粒運動模型 41
2.4 雙向耦合的LB-CA模型 43
2.5 四向耦合的LB-CA模型 44
2.5.1 籌權值DSMC方法 44
2.5.2 異權值DSMC方法 47
2.6 LB-CA模型驗證 53
2.6.1 LB模型驗證 53
2.6.2 CA模型驗證 55
2.6.3 考慮雙向耦合的LB-CA模型驗證 57
2.6.4 考慮四向耦合的LB-CA模型驗證 63
2.7 本章小結 82
參考文獻 82
3 圓柱形纖維捕集顆粒物穩態過程的數值模擬 85
3.1 引言 85
3.2 圓形截面單纖維捕集顆粒物性能模擬 85
3.2.1 模擬條件 85
3.2.2 系統壓降 87
3.2.3 纖維捕集效率 87
3.3 圓形截面纖維層捕集顆粒物性能模擬 91
3.3.1 模擬條件 92
3.3.2 清潔工況系統壓降 92
3.3.3 清潔工況纖維捕集效率 93
3.3.4 不同布置方式性能比較 95
3.3.5 纖維捕集能力比較 96
3.4 本章小結 97
參考文獻 97
4 異形纖維捕集顆粒物穩態過程的數值模擬 99
4.1 引言 99
4.2 模擬條件及數據處理方法 99
4.2.1 模擬條件 99
4.2.2 萊溫伯格一馬卡特方法 99
4.3 橢圓纖維系統壓降 101
4.4 橢圓纖維捕集效率 103
4.4.1 纖維填充率對橢圓纖維捕集效率的影響 104
4.4.2 橢圓纖維獷散捕集效率 104
4.4.3 橢圓纖維攔截捕集效率 106
4.4.4 橢圓纖維慣性捕集效率 108
4.5 橢圓纖維性能參數研究 110
4.6 其他4種異形纖維捕集細顆粒物性能研究 1 12
4.6.1 4種異形纖維的系統壓降 113
4.6.2 4種異形纖維的擴散捕集效率 123
4.6.3 4種異形纖維性能比較 128
4.7 本章小結 130
參考文獻 131
5 纖維捕集顆粒物非穩態過程的數值模擬 132
5.1 引言 132
5.2 纖維非穩態捕集顆粒物的模擬方法 133
5.3 圓形纖維非穩態捕集顆粒物模擬 134
5.3.1 不同捕集機制下的沉積模態 134
5.3.2 不同捕集機制下枝簇結構分形維數 135
5.3.3 不同捕集機制下枝簇結構的孔隙率 136
5.3.4 纖維粘污過程中壓降和效率變化 137
5.4 多纖維過濾器非穩態過程模擬 138
5.4.1 沉積顆粒枝簇結構生長過程 138
5.4.2 捕集過程壓降變化 140
5.4.3 捕集過程效率變化 140
5.4.4 捕集過程性能變化 141
5.4.5 捕集過程中各纖維捕集能力變化 142
5.5 橢圓纖維非穩態捕集顆粒物模擬 143
5.6 本章小節 144
參考文獻 145
6 纖維捕集顆粒物的三維數值模擬 146
6.1 引言 146
6.2 圓柱纖維捕集顆粒過程 146
6.3 橢圓截面纖維捕集顆粒過程 149
6.3.1 顆粒沉積模態 149
6.3.2 泵統壓降的動態變化特性 156
6.3.3 捕集效率的動態變化特性 158
6.4 兩正交圓柱纖維多分散顆粒捕集過程 160
6.4.1 清潔工況 160
6.4.2 單分散顆粒沉積模態 163
6.4.3 多分散顆粒沉積模態 164
6.4.4 真實捕集過程壓降和效率變化 168
6.5 本章小結 170
參考文獻 171
7 駐極體纖維靜電增強捕集細顆粒物數值模擬 172
7.1 引言 172
7.2 駐極體纖維周圍電勢分布模擬 172
參考文獻 131
5 纖維捕集顆粒物非穩態過程的數值模擬 1 32
5.1 引言 132
5.2 纖維非穩態捕集顆粒物的模擬方法 133
5.3 圓形纖維非穩態捕集顆粒物模擬 134
5.3.1 不同捕集機制下的沉積模態 134
5.3.2 不同捕集機制下枝簇結構分形維數 135
5.3.3 不同捕集機制下枝簇結構的孔隙率 136
5.3.4 纖維粘污過程中壓降和效率變化 137
5.4 多纖維過濾器非穩態過程模擬 138
5.4.1 沉積顆粒枝簇結構生長過程 138
5.4.2 捕集過程壓降變化 140
5.4.3 捕集過程效率變化 140
5.4.4 捕集過程性能變化 141
5.4.5 捕集過程中各纖維捕集能力變化 142
5.5 橢圓纖維非穩態捕集顆粒物模擬 143
5.6 本章小節 144
參考文獻 145
6 纖維捕集顆粒物的三維數值模擬 146
6.1 引言 146
6.2 圓柱纖維捕集顆粒過程 146
6.3 橢圓截面纖維捕集顆粒過程 149
6.3.1 顆粒沉積模態 149
6.3.2 泵統壓降的動態變化特性 156
6.3.3 捕集效率的動態變化特性 158
6.4 兩正交圓柱纖維多分散顆粒捕集過程 160
6.4.1 清潔工況 160
6.4.2 單分散顆粒沉積模態 163
6.4.3 多分散顆粒沉積模態 164
6.4.4 真實捕集過程壓降和效率變化 168
6.5 本章小結 170
參考文獻 171
7 駐極體纖維靜電增強捕集細顆粒物數值模擬 172
7.1 引言 172
7.2 駐極體纖維周圍電勢分布模擬 172
