Czasopismo | CHŁODNICTWO | Rocznik 2021 - zeszyt 5

Badania numeryczne przepływu wewnętrznego w różnych typach filtrów

Numerical studies of internal flow in different types of filters

nr katalogowy: 134084

Streszczenie

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.

Abstract

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.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] SMARTFILTER.COM 2018.
[Online].
[2] Dziubak T. 2012.Filtracja powietrza wlotowego do silników spalinowych pojazdów mechanicznych Warszawa: WAT.
[3] AbishekS., A.J.C.King, R. Mead-Hunter, V. Golfkarfard.2017. „Generation and Validation of Virtual Nonwoven, Foam and Knitted Filter Geometries for CFD Simulatations,” Separation and Purification Technology188: 493–507.
[4] WangJ., Seong Chan Kim, David Y. H. Pui.2008. „Figure of Merit of Composite Filters with,” Particle Technology Laboratory, Department of Mechanical Engineering, Minneapolis, Minnesota, USA.
[5] The World Health Organisation.2013. Health effects of particulate matter – Policy implications for countries in Eastern Europe, Caucasus and Central Asia.
[6] The World Health Organisation.2016. Ambient air pollution, A global assessment of exposure and burden of diseas.
[7] FirstM. W.1998. „HEPA FILTERS”.Journal of the American Biological Safety Association 3(1): 33–42.
[8] XuB., Y.Wu, & P.Cui.2014.„Semi-analytical and computational investigation of different dust loading structures affecting the performance of a fibrous air filter”.Particuology 13: 60–65.
[9] HuttenI.M. 2016.Chapter 6—Testing of nonwoven filter media. Handbook of Nonwoven Filter Media: 343–408.
[10] Wejrzanowski T., J.Skibinski, J.Szumbarski, &K. J.Kurzydlowski. 2013. „Structure of foams modeled by Laguerre–Voronoi tessellations”. Computational Materials Science 67: 216–221.
[11] RoyA., C. Mishra, S. Jain, N. Solanki.2019. „A review of general and modern methods of air purification,” Journal of Thermal Engineering 5(9): 22–28,.
[12] MullinsB. J., A.J.C. King, R. D. Braddock.2011. „Modelling the influence of filter structure on efficiency and pressure drop in knitted filters”. MODSIM 2011.
[13] Brook R. D., S.Rajagopalan, C. A.Pope III, J. R.Brook, A.Bhatnagar, A. V.Diez-Roux, ... & J. D.Kaufman. 2010. “Particulate matter air pollution and cardiovascular disease: an update to the scientific statement from the American Heart Association”. Circulation 121(21):2331–2378.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


CHŁODNICTWO- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-5 , nr katalogowy 134084 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


CHŁODNICTWO- e-zeszyt (pdf) 2021-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	35.00 zł

Prenumerata

CHŁODNICTWO - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

252.00 zł

CHŁODNICTWO - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CHŁODNICTWO - papierowa prenumerata roczna	360.00 zł brutto 333.33 zł netto 26.67 zł VAT (stawka VAT 8%)
CHŁODNICTWO - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

381.00 zł

CHŁODNICTWO - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
CHŁODNICTWO - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)

432.00 zł

Zeszyt

2021-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma