黏性颗粒在不同截面形状纤维表面沉积特性的数值模拟

作     者：刘倩倩 尤健明 王琰 孙成磊 JIRI Militky DANA Kremenakova 姚菊明 祝国成 LIU Qianqian;YOU Jianming;WANG Yan;SUN Chenglei;JIRI Militky;DANA Kremenakova;YAO Juming;ZHU Guocheng

作者机构：浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)杭州310018 浙江理工大学浙江-捷克先进纤维材料联合实验室杭州310018 浙江朝晖过滤技术股份有限公司浙江嘉兴314511 利贝雷茨理工大学纺织工程学院捷克利贝雷茨46117 现代纺织技术创新中心(鉴湖实验室)浙江绍兴312000 

基　　金：浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目(2023C01194) 国家自然科学基金项目(51803182) 高等学校学科创新引智计划资助项目(D21011) 浙江理工大学基本科研业务费专项资金项目(22202304-Y) 

出 版 物：《现代纺织技术》 (Advanced Textile Technology)

年 卷 期：2024年第32卷第6期

页      码：41-51页

摘      要：为了探究黏性颗粒在不同截面形状纤维表面的沉积特性,选择截面为圆形、三角形和十字形的纤维作为研究对象,通过Digimat、Solidworks建模软件构建在空间中呈随机分布的刚性三维纤维体模型;利用计算流体力学和离散单元法耦合的方法,基于laminar流场特征,引入JKR(Johnson-kendall-roberts)接触模型,对黏性颗粒在不同纤维表面的沉积特性进行气-固两相耦合数值模拟。模拟结果表明:在黏性颗粒的运动过程中,过滤机理会随时间而变化。初期,捕集主要依赖纤维表面的吸附作用,而后期主要通过纤维本身和颗粒之间的黏附团聚运动共同实现,形成了“尘滤尘”现象。此外,颗粒间滚动摩擦系数对颗粒在纤维上沉积的影响很大。滚动摩擦系数越大,颗粒之间的接触力链结构越稳定,颗粒更难脱落。在3种截面形状的纤维中,十字形截面的捕集效率最高,三角形次之,圆形最低。该研究探究了黏性颗粒与纤维之间的相互作用,优化了纤维结构和布局,为提高空气过滤材料的过滤效率提供了设计思路和理论参考。

主 题 词：气-固两相流 纤维表面 黏性颗粒 滚动摩擦系数 颗粒捕集 

学科分类：0821[工学-兵器类] 08[工学] 082101[082101] 

D　O　I：10.19398/j.att.202306015

馆 藏 号：203128192...