Jakość otaczającego nas powietrza staje się obiektem powszechnego zainteresowania. W ciągu ostatnich dziesięcioleci oczyszczanie powietrza stało się integralną częścią systemów HVAC, inżynierii procesowej, motoryzacji i ochrony dróg oddechowych. Skuteczna separacja mikroi nanocząstek jest powiązana z opracowywaniem nowych, wyrafinowanych materiałów filtrujących, a także tworzeniem i weryfikacją modeli matematycznych opisujących zachodzące w nich zjawiska. Artykuł dotyczy numerycznego modelowania przepływu powietrza wewnątrz różnych filtrów. Autorzy proponują innowacyjne podejście, w którym bezpośrednio modelowana jest reprezentatywna objętość wewnętrznej struktury materiału filtrującego, a następnie wyniki są uśredniane na podstawie geometrii całego filtra. Prezentowana praca ma na celu walidację czterech modeli materiałów filtrujących, tj. filtra HEPA z włókna szklanego, filtra papierowego stosowanego w motoryzacji, metalowego filtra tkanego oraz pianki poliuretanowej. W artykule zbadano spadek ciśnienia uzyskany dla badanych filtrów. Wyniki analizy numerycznej wskazują dobrą zgodność z danymi eksperymentalnymi, co uzasadnia wykorzystanie proponowanego podejścia w celu dalszych badań.
EN
The quality of the air around us becomes an object of general interest. Over the past decades, air purification has become an integral part of HVAC, process engineering, automotive and respiratory protection systems. Effective separation of micro- and nanoparticles is related with the development of new, sophisticated filtering materials, as well as the generation and verification of mathematical models describing the phenomena occurring in them. The article deals with numerical modeling of air flow inside various filters. The authors propose an innovative approach in which a representative volume of the internal structure of the filter material is directly modeled, and then the results are averaged based on the geometry of the entire filter. The presented work aims to validate four models of filtering materials, i.e. a glass fiber HEPA filter, a paper filter used in the automotive industry, a metal woven filter and polyurethane foam. The article examines the pressure drop obtained for the tested filters. The results of numerical analysis show good agreement with the experimental data, which justifies the use of the proposed approach for further research.
The quality of ambient air attracts considerable, widespread interest. Over the last decades, air purification has become an integral part of HVAC systems, process engineering, automotive and respiratory protection. Efficient separation of micro- and nano- particles is solidly linked with the development of new, sophisticated filtrating materials, as well as generating and validating mathematical models of such porous structures. The paper regards the numerical modeling of various filters. The presented work aims to validate four virtual filtrating materials – the fiberglass HEPA filter, the paper filter used in the automotive industry, knitted wire mesh and polyurethane foam. The pressure drop obtained for the filters under investigation was examined. The CFD results were validated against the data available in the literature. The agreement of the results of numerical and experimental studies proves the suitability of the proposed methods. At the same time, the simplifications employed in the simulations leave room for further improvement in future works.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.