9.4.2　 铝粉扩散浓度数值仿真

9.4.2　 铝粉扩散浓度数值仿真

为了验证20L球形容器中铝粉浓度分布的均匀性，在计算流体动力学（CFD）模拟中将SIMPLE算法应用于系统。迭代时间步长为10μs，迭代时间总长200ms，因此每个时间步长有25次迭代。通过捕获的铝粉在扩散过程中的轨迹云图，图9-25、图9-26分别显示了直径为100µm和10µm的铝粉颗粒分布的代表性云图。图像显示，由于扩散过程中湍流的影响，铝粉云雾浓度的分布不稳定；但是随着湍流强度的下降，铝粉云雾逐渐变得稳定且均匀。扩散的铝粉在68～106ms达到了最佳浓度分布；最后，铝粉颗粒在重力作用下沉降。

在整个铝粉扩散过程中，超声传输区域中铝粉云雾动态浓度如图9-27所示。在标称浓度为500g/m3时，图9-28中MNAP分布的最大浓度约为420g/m3。在重力的影响下，粒径为100µm的MNAP的悬浮时间比粒径为10µm的MNAP的悬浮时间更长。

图9-25　不同时间的云雾粒子分布状态（铝粉粒径=100 μm）（彩图见附录）

图9-26　不同时间的云雾粒子分布状态（铝粉粒径=10μm）（彩图见附录）

图9-27　不同时间的云雾浓度分布状态

图9-28　原始参考脉冲信号波形图