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烟草科技2024年第11期:基于流体力学模拟卷烟物理参数对气流场特性的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:余泗洋;田海英;马宇平;赵学斌;胡少东;赵紫忆;安敏;李翔南;

单位:河南师范大学化学化工学院;河南中烟工业有限责任公司技术中心;郑州大学国家超级计算郑州中心;

摘要:为探究卷烟物理参数对卷烟内部气流场的影响,采用计算流体力学的方法模拟了卷烟内部烟气的流动过程,考察了卷烟材料黏性阻力系数、卷烟长度等对卷烟抽吸端压降、卷烟纸通风量和滤嘴通风量的影响,并构建了可以定量描述卷烟物理参数对卷烟内部气流场耦合作用的关联式。结果表明:(1)压降与烟丝、滤嘴、卷烟纸和成型纸的黏性阻力系数均呈正相关关系,卷烟纸通风量与烟丝和成型纸的黏性阻力系数均呈正相关关系,滤嘴通风量与烟丝、滤嘴和卷烟纸的黏性阻力系数均呈正相关关系。(2)随着卷烟长度的减小或卷烟直径的增加,压降、卷烟纸通风量和滤嘴通风量均呈减小趋势。(3)随着通风孔深度的增加,压降和卷烟纸通风量均呈减少趋势,滤嘴通风量呈增加趋势;随着通风孔到抽吸端距离的增加,压降和卷烟纸通风量均呈增加趋势,滤嘴通风量呈减少趋势。(4)所建关联式的相关系数均大于0.93,且预测值与实测值之间的相对误差均较小,可以较为准确地描述卷烟物理参数对卷烟内部气流场的耦合作用。

关键词:计算流体力学;卷烟;气流场;多孔介质模型

基金资助:河南中烟工业有限责任公司科技项目“基于计算流体力学的卷烟滤嘴气流场研究”(AW2023007); 国家自然科学基金资助项目“气液固浆态床中颗粒-湍流涡-气泡多尺度耦合机制研究”(22208320)