一种多级雾滴筛分系统及其性能评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多级雾滴筛分系统及其性能评估方法，本发明专利技术涉及雾滴筛分系统技术领域。本发明专利技术通过设置三级雾滴粒径筛分系统，模拟分析了系统关键参数对筛分效率的影响，实现了对雾滴多个粒径段的高效筛分，为多种雾滴谱测量系统的性能表征提供一种重要的技术装置，基于虚拟冲击原理将雾滴按照粒径分为四个粒径段，运用流体仿真软件分析了筛分系统中收集腔直径、喷嘴与收集腔的间距对筛分效率的影响，实现了2到20μm雾滴的高效筛分，平均筛分效率为75.4％，对小于10μm雾滴的筛分效率高达88％以上。设计实验方案，对仿真结果进行了验证，实验与仿真的平均筛分效率的偏差约为3.5％，为雾滴谱测量系统的性能表征装置的设计提供理论依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雾滴筛分系统，具体为一种多级雾滴筛分系统及其性能评估方法。

技术介绍

1、雾是一种常见的自然天气现象。当大气中相对湿度达到饱和甚至过饱和时，空气中的水汽会凝结成水滴并悬浮于空中。根据雾的形成机制，雾大致上可以分为四类：平流雾、辐射雾、锋面雾和海雾。如今，雾成为影响人类社会的重要因素之一。首先，雾会显著降低能见度，使司机很难看清道路情况，是引发交通事故的重要原因。其次，不同尺寸的雾滴会影响电磁波的传播，进而影响航空飞行和航海运输。再者，由于雾滴与空气中有害颗粒物相结合会导致这些颗粒物不易沉降和扩散，从而危害人类健康和影响生态环境。雾滴谱是用于描述大气中雾滴粒径分布情况的物理量，其准确测量有助于揭示雾中颗粒物的来源和形成]。因此，需要对设计的雾滴谱采样和在线测量系统进行标定以表征其性能。常用的表征方法是用采样和在线测量系统去测量标准粒子(如玻璃珠)，然后再比较测量结果与实际尺寸的差异。然而，玻璃珠与雾滴的差别较大(如折射率不同以及雾滴成分是变化的)，有可能带来较大的标定误差。基于此背景下，本文旨在设计一个雾滴筛分系统，将雾滴按照粒径大小分离成不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多级雾滴筛分系统，包括用于表征雾滴谱在线测量系统的性能和Solidworks软件，该筛分系统的级数设计为三级，每级的切割粒径分别为16，10和5μm，虚拟冲击式采样器由上下同轴的喷嘴和收集腔构成，虚拟冲击器的流量设置，系统入口总流量Q设置为100L/min，根据流量比MFR(表示次流量与总流量的比值，取10％)，筛分系统的第2级和第3级的入口总流量分别为90和81L/min，虚拟冲击采样器的主要技术参数包括喷嘴直径D0、收集腔直径D1、喷嘴距收集腔的距离S、喷嘴长度L和喷嘴与收集腔的同轴度。

2.根据权利要求1所述的一种多级雾滴筛分系统，其特征在于：所述多级雾滴粒径筛...

【技术特征摘要】

1.一种多级雾滴筛分系统，包括用于表征雾滴谱在线测量系统的性能和solidworks软件，该筛分系统的级数设计为三级，每级的切割粒径分别为16，10和5μm，虚拟冲击式采样器由上下同轴的喷嘴和收集腔构成，虚拟冲击器的流量设置，系统入口总流量q设置为100l/min，根据流量比mfr(表示次流量与总流量的比值，取10％)，筛分系统的第2级和第3级的入口总流量分别为90和81l/min，虚拟冲击采样器的主要技术参数包括喷嘴直径d0、收集腔直径d1、喷嘴距收集腔的距离s、喷嘴长度l和喷嘴与收集腔的同轴度。

2.根据权利要求1所述的一种多级雾滴筛分系统，其特征在于：所述多级雾滴粒径筛分系统的筛分性能，通过仿真来优化系统的技术参数，包括“收集腔直径d1”和“喷嘴距收集腔的距离s”。

3.根据权利要求2所述的一种多级雾滴筛分系统，其特征在于：所述喷嘴距收集腔的距离s，需要考虑两种情形：当收集腔与喷嘴的间距s取值为喷嘴直径的1.5倍时，将系统的每一级收集腔直径分别取值为加速喷嘴直径的1.33、1.35、1.37、1.39、1.41倍。

4.根据权利要求3所述的一种多级雾滴筛分系统，其特征在于：所述solidworks软件分别建立筛分系统的三维模型，随后，运用由fluent软件对多级雾滴粒径筛分系统进行优化设计，在仿真中用水滴作为标准验证，并且水滴与的气流的速度相同，根据fm120雾滴谱仪收集到的分布在2μm-20μm粒径区间的雾滴粒径谱，对于多级雾滴粒径筛分系统，用以四个出口处的粒子尺寸符合设计的目标。

5.根据权利要求4所述的一种多级雾滴筛分系统，其特征在于：所述多级雾滴粒径筛分系统每一级的收集腔直径参数，保持筛分系统各级喷嘴与收集腔间距等参数不变，采用相同尺度和单元类型的网格，将筛分系统的收集腔直径d1分别设置为加速喷嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂华侨，孙联四，琚书存，张建军，程寅，张礁石，伍德侠，王杰，杨义新，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：