尘粒在二维通道中输运特性的数值模拟

尘粒在二维通道中输运特性的数值模拟
众所周知,粉尘直接威胁着人类的健康。

研究表明,人们一生的大部分时间是在室内渡过的,因此室内的空气质量对人们的身体健康具有直接的影响。

室外空气进入室内主要有三种途径:空调系统的新风、门窗的自然通风以及建筑缝隙的渗透。

随着经济的发展和生活水平的提高,空调普及率不断增加,室内空气质量很大程度上就依赖于空调系统的送风效果。

各种调查结果表明,空调系统对室内空气质量的负面影响很大,已成为室内空气污染的主要来源。

空调管道是空调系统易污染部位之一。

在空气输送过程中,粉尘极容易在管道里沉积并产生二次污染,残留在管道中的粉尘会被气流卷起,以气溶胶的形式被气流携带到空调房间里,造成严重的室内空气污染,影响人体健康。

本文首先综述了目前气粒两相流的研究现状及研究方法。

通过对气相流场的分析,选取了雷诺应力模型;对尘粒受力在本课题研究条件下做了取舍比较,建立了尘粒的动力学模型;通过对颗粒相数学模型的比较选取了随机轨道模型作为研究的起点和基础。

采用控制容积法对气粒多相流的控制方程进行离散,在SIMPLE算法基础上,选用QUICK格式,对二维通道内气粒两相流进行了数值模拟。

在数值模拟的条件下,初步研究了不同送风速度以及不同粒径下尘粒在二维通道内的运动规律。

在同一送风速度下,尘粒的粒径在1～5 μm时,尘粒没有沉降的趋势;随着粒径的增大,颗粒受重力的影响越大,沉降趋势越明显。

在同一粒径下,随风速的减小,尘粒均有沉降的趋势,对于粒径在1～10 μm 的尘粒,随风速的减小,虽然有沉降的趋势,但是并不能沉降至通道底部。