高效过滤器内气-固两相流动特性的数值研究

利用计算流体动力学技术对用于空调净化领域的高效过滤器(High Efficiency Particulate Air Filters,HEPA)内的气-固两相流动特性进行数值研究,该高效过滤器由交错排列纤维组成.模拟时,计算不同运行条件下过滤器的压力损失及不同粒径范围过滤器的捕集效率,并将数值计算值和文献中的经验模型计算值进行了比较.结果表明:和其他经验模型比较,过滤器压力损失的数值预测值和实验关联式吻合较好,误差在2%以内,预测结果也表明,随着迎面风速的增加,过滤器压力损失呈线性增加;在过滤器中不同粒径范围的微细颗粒捕集机理也不同,对于本文所研究的过滤器,粒径小于0.2μm时,主要由布朗扩散起作用,粒径大于0.5μm时,惯性碰撞贡献较大,而粒径位于0.2μm～0.5μm之间时,两种机理作用都较弱,因此过滤器的捕集效率在该范围出现最小值.     

建筑环境与设备工程特色专业综合实验平台建设

文章阐述了综合性专业实验平台在建筑环境与设备工程专业人才培养过程中的重要性。利用专业实验平台,在生产实习和毕业设计环节对该专业的学生进行实践训练,使学生参与专业实验平台的设计、组装、调试、运行、检测等环节,深化专业知识,使学生灵活运用基础理论知识,培养其分析和解决问题的能力、团队意识、创新能力及节能环保意识。     

随机排列纤维过滤器颗粒捕集特性的数值研究

结合Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了随机排列纤维过滤器模型,利用计算流体动力学（CFD）技术对4种随机排列纤维过滤器内部气-固两相流动特性进行数值研究,并将数值计算值和经典模型及实验关联式进行了比较。结果表明：利用论文提出的建模方法可以得到与实际纤维过滤器相似的模型。过滤器压力损失的数值计算预测值和实验关联式吻合较好,误差均在2%以内。不同结构过滤器收集效率的数值计算结果和理论模型的趋势基本一致,且不同粒径范围的颗粒收集机理也不同。对于小粒径颗粒（dp〈0.5μm）,主要由布朗扩散起作用,dp〉1.5μm时,惯性碰撞贡献较大,当0.5μm≤dp≤1.5μm时,2种机理作用都较弱。另外,纤维直径和纤维填充密度分布会影响纤维过滤器的过滤性能,论文中,结构1（纤维直径和填充密度沿气流方向减小）的过滤器和结构3（纤维直径和填充密度沿气流方向增加）的收集效率高于结构2（在气流方向上纤维直径减小而填充密度增大）和4（在气流方向上纤维直径增大而填充密度减小）,而压力损失则恰恰相反。结构1在大颗粒的收集上好于结构3,对于小颗粒则正好相反。结构4对于所有类型的颗粒的收集都要好于结构2。     

基于边界层理论旋风分离器分离效率的改进模型

针对工业上广泛应用的旋风分离器结构(除了筒体和锥体外，还应包括料腿和灰斗)，利用最新的旋风分离器自然旋风长预测模型修正了 Leith & Licht模型中有关气流的停留时间；分析了边界层中颗粒的受力情况，认为由于边界层中较高的速度梯度会导致颗粒受力的改变，即除了受到离心力和阻力外，还会受到这种速度差所导致的升力作用。在此基础上基于边界层理论，文中改进了旋风分离器分离效率模型，并将所得模型的计算结果和有关试验数据进行比较。结果表明：改进的分离模型和试验数据吻合较好。和其它经典的分离模型相比，改进模型在预测旋风分离器分离效率方面更具优势。     

硅烷偶联剂KH570改性TiO2超疏水滤料的制备与性能

通过溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯为前驱体,醋酸为催化剂制备TiO₂溶胶,利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）对其进行低表面能修饰,得到疏水改性的TiO₂溶胶,然后喷涂到滤料表面使其具有超疏水性。对改性前后滤料的润湿性、表面形貌、化学成分和过滤性能进行分析。结果表明：改性涂层均匀沉积在滤料表面,将纤维表面完整包裹,改性后滤料的水接触角达156.29°。在过滤风速为0.043~0.127 m/s时对粒径为0.3 μm的颗粒进行过滤性能测试,改性后滤料的过滤效率比未改性滤料平均增加2.7672%,过滤品质因数增加0.34%,提高了滤料的过滤性能。此外,在经50次砂纸磨损循环和30 h酸碱溶液浸泡后,疏水滤料仍具有超疏水性。通过清洁煤粉污染的表面发现改性滤料具有优异的自清洁性能。     

降阻条件下旋风分离器的性能

通过对旋风分离器阻力组成的分析,研制了降阻框架,在特定的位置安装降阻框架后,能使旋风分离器的阻力降低40%以上。根据降阻旋风分离器内三维速度分布的测试结果,分析了降阻框架能降低阻力提高效率的原因。     

活性炭混合钢渣烧结烟气脱硫脱硝实验研究

采用混合法用钢渣与活性炭制备混合钢渣活性炭吸附剂，对其进行XRF, BET, SEM和FT-IR等表征，于可编程电加热固定床反应器中进行模拟烧结烟气脱硫脱硝实验，考察反应温度、SO2浓度及[NH3]/[NO]浓度比、O2含量等因素对混合钢渣活性炭的吸附及催化性能的影响。结果表明，模拟烧结烟气中SO2初始浓度0.06vol%, NO初始浓度0.04vol%, O2含量15vol%及反应温度120℃条件下，最高脱硫脱硝率分别为79%和34%。按浓度比[NH3]/[NO]=1通入还原剂NH3时，脱硫脱硝率均升高，表明钢渣具有一定催化还原作用。脱硝率随反应温度升高而下降，O2含量提高有利于混合钢渣活性炭对SO2和NO的吸附。掺混钢渣降低了吸附剂的比表面积，但钢渣中含一定量Fe2O3，具有一定催化还原作用，有利于NO吸附。同时，加入钢渣也是对固废资源的合理利用，达到“以废制污”的目的。     

纤维过滤器气相流场的数值研究

基于多孔介质模型对二维纤维过滤器内气相流场进行了数值计算,得到了不同结构(填充密度和过滤器深度)纤维过滤器内的静压分布.为了观察多孔介质模型在研究过滤器流场的适应性,本文还计算了不包括多孔介质模型时,相同填充密度不同纤维排列纤维过滤器内的气相流场.结果表明:基于多孔介质模型时,静压沿着过滤器深度方向线性变化,填充密度越大,初始压降越大.因此,如果多孔介质的粘性阻力系数选择合理,该模型可以应用于计算过滤器的气相流场.但是,该模型并没有考虑过滤器内部纤维排列方式对其内部流场的影响,而实际上,过滤器内部纤维的排列行为将显著影响过滤器的流场和初始压降.因此如果要进一步研究过滤器内复杂的气固两相流,还需进行深入研究.     

大学生公寓多联机及半集中式空调系统能耗分析

选择安徽某大学生公寓作为研究对象,根据工程实际规模,分别配置半集中式空调系统和多联机式空调系统,分析影响空调系统运行能耗的各种因素,对两种系统的实际运行情况进行分析对比.结果表明:和半集中式空调系统比较,多联机式空调系统在相同条件下约节能30%.