Fluent软件模拟亚微米粉尘凝聚区流场与颗粒运动轨迹

本文主要探讨了产涡凝聚区流场及亚微米细微颗粒物的运动轨迹模拟技术在矿尘控制领域的应用。通过对含尘气流流场的模拟，研究人员使用了Fluent软件，结合格子波尔兹曼模型来解析复杂的气-固两相流问题。格子波尔兹曼方法，作为一种离散化的气体动力学模型，将流体视为大量粒子在规则网格中的运动，粒子的移动受到时间和空间限制，形成有限速度集合。 在具体的研究中，作者模拟了不同速度入口条件下的含尘气流以及不同粒径颗粒的运动轨迹。结果显示，产涡凝聚装置能够产生随气流速度变化的涡旋结构，这些涡旋对颗粒的运动轨迹有显著影响。随着颗粒粒径的减小，它们更容易受到湍流作用，导致碰撞概率增加，这对凝聚效率有着直接的关系。 离散相模型（DPM）在这里扮演了关键角色，它有效地捕捉了颗粒的独立运动和相互作用，使得研究者能够细致地分析颗粒如何在气流中移动，尤其是在凝聚装置中的行为。通过这些模拟，研究人员能够优化凝聚装置的设计，如入口风速的选择，以便提高亚微米细微粉尘的拦截和收集效率。 此外，文章提及的研究工作得到了河北省矿井灾害防治重点实验室开放基金项目的资助，这表明这类研究不仅具有理论价值，也具有实际的工业应用前景，尤其是在煤炭行业的粉尘控制上。研究的结果可以为矿井中亚微米细微粉尘的凝聚实验装置设计和实验研究提供重要的理论依据和技术支持。 本文的贡献在于通过数值模拟技术，深入理解了亚微米细微颗粒在凝聚区内的流动特性和运动模式，这对于减少矿尘污染，保障矿工健康，以及提升粉尘治理技术具有重要意义。