【摘 要】
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颗粒污染物对环境和人类健康的影响已然成为公众和政府关注的重点,空气净化器可以有效过滤空气中的颗粒,但进入净化器滤芯内的颗粒数目和粒度大小并未考虑。论文采用群平衡模型,着眼于净化器滤芯内亚微米颗粒和超细颗粒物的团聚现象,分析了空气净化器内部初始颗粒浓度、不同雷诺数情况下的颗粒动力学特性,提出了三种净化器优化设计方案,初步探究了净化器内部颗粒的分布特性与变化规律,主要研究内容具体如下:（1）实验针对亚
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颗粒污染物对环境和人类健康的影响已然成为公众和政府关注的重点,空气净化器可以有效过滤空气中的颗粒,但进入净化器滤芯内的颗粒数目和粒度大小并未考虑。论文采用群平衡模型,着眼于净化器滤芯内亚微米颗粒和超细颗粒物的团聚现象,分析了空气净化器内部初始颗粒浓度、不同雷诺数情况下的颗粒动力学特性,提出了三种净化器优化设计方案,初步探究了净化器内部颗粒的分布特性与变化规律,主要研究内容具体如下:（1）实验针对亚微米颗粒、超细颗粒的粒径分布、颗粒数密度进行测量研究,发现净化器过滤后粒度为110nm的颗粒占比最高,测得结果为后文数值计算提供输入参数和对照参数。（2）净化器内部多相流数值计算,在Fluent软件中对边界条件、求解方法、时间步长等进行设置并运行计算,发现净化器内部几乎所有颗粒都发生了团聚现象,大颗粒含量占总颗粒的80%左右,大颗粒主要贯穿在中心位置,越靠近入口位置粒径越小。（3）颗粒团聚效率随入口初始颗粒浓度的增大而增大,竖直方向气流速度随入口初始颗粒浓度的增大而减小;气流流速过小会导致净化器层流现象,颗粒团聚效率升高,流场雷诺数级别的变化对大颗粒的影响更大。（4）室内空气净化器优化设计,通过Fluent数值计算实现滤芯外型改变、增设无盖滤网、加入交变电场的模拟实验,发现底部直径为132mm时较原模型在颗粒粒径分布、气流流速分布上更具优势;增设1mm厚度的滤网时团聚提升效果最佳;在交变电场中,粒径随电压增大而增大,但边际效用呈先增后减,在12k V电压时,团聚效益最好。
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