基于Voronoi-Random算法微观结构褶型过滤介质过滤性能

来源：中国环境科学杂志2023年第10期北京时间：

作者：徐严, 程思敏, 孙祎, 曹博文, 钱付平, 鲁进利, 韩云龙

单位：1. 安徽工业大学建筑工程学院, 安徽 马鞍山 243032;2. 安徽工业大学能源与环境学院, 安徽 马鞍山 243002;3. 东南大学能源与环境学院, 江苏 南京 210096

摘要：在利用数值模拟研究褶型纤维过滤介质过滤性能时，为了克服层状结构纤维层与层之间不连贯及孔状结构纤维规整分布的不足，本文基于Voronoi-Random算法建立了褶型纤维过滤介质模型，并通过加密或减少纤维数量改变其固体体积分数（SVF）.采用“Caught on first touch”和“Hamker”两种碰撞模型对褶型纤维过滤介质的气-固两相流动进行数值模拟.结果表明：压力损失和过滤效率数值计算值与经验关联式计算值吻合较好，误差在15%之内；将采用两种碰撞模型得到的过滤效率与经验关联式计算值进行比较，得出采用“Hamker”碰撞模型得到的过滤效率符合实际；在过滤介质上的沉积颗粒并不完全是纤维捕集，大多数颗粒是由形成的树枝状结构捕集；压降和单位面积沉积量随过滤时间的增长呈现指数增长趋势.

关键词：Voronoi-Random算法,褶型纤维过滤介质,过滤性能,数值模拟

基金资助：安徽省科技重大专项（18030801109）