卷煙濾嘴結(jié)構(gòu)對(duì)燃吸過程中濾嘴端流場(chǎng)分布特征的影響.pdf

1、深入了解卷煙燃吸過程中濾嘴內(nèi)煙氣流速分布是研究卷煙濾嘴對(duì)煙氣氣溶膠顆粒物截留機(jī)制的關(guān)鍵。為了探究卷煙燃吸過程中濾嘴端流場(chǎng)的分布特征，本文建立了卷煙燃吸過程煙氣流速分布檢測(cè)與表征方法，表征并對(duì)比分析了4種不同濾嘴結(jié)構(gòu)對(duì)煙氣流速分布特征的影響，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　基于氣體微壓差傳感器，設(shè)計(jì)搭建了卷煙內(nèi)部氣相壓力測(cè)量系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測(cè)量和采集卷煙濾嘴端與卷煙燃燒錐內(nèi)部各點(diǎn)的壓力變化數(shù)據(jù)。通過對(duì)CORESTA參比卷煙3R4

2、F的檢測(cè)，確定了卷煙濾嘴端氣相壓力測(cè)量方法。即將卷煙縱剖面分為從表面到中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸的5個(gè)深度，每個(gè)深度0.97mm（針對(duì)普通卷煙而言）。每次測(cè)量抽吸時(shí)卷煙內(nèi)部的一個(gè)深度的氣相壓力變化數(shù)據(jù)，最后將5組數(shù)據(jù)通過平移平均化處理得到完整的測(cè)量區(qū)域內(nèi)測(cè)量點(diǎn)氣相壓力變化分布。
　　結(jié)合卷煙燃吸過程中濾嘴端溫度分布和壓力分布的檢測(cè)，建立了卷煙內(nèi)部氣相流速分布計(jì)算表征方法。該方法首先確定了溫度與壓力數(shù)據(jù)的前處理方法，即使用零點(diǎn)平移將每個(gè)深度的溫

3、度和壓力數(shù)據(jù)平移平均處理，分別得到卷煙在抽吸時(shí)間內(nèi)5個(gè)深度的壓力和溫度數(shù)據(jù)?；谶_(dá)西定律，即多孔介質(zhì)中流量和壓差與滲透率間的關(guān)系，獲得卷煙抽吸中內(nèi)部特定位點(diǎn)處，流速與鄰域內(nèi)壓力和溫度的關(guān)系。利用雙3次樣條插值對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的測(cè)量區(qū)域網(wǎng)格分布數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理，得到卷煙被測(cè)區(qū)域內(nèi)未知點(diǎn)的壓力和溫度分布，計(jì)算獲得卷煙被測(cè)區(qū)域（濾嘴端）煙氣流速分布特征數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，利用matlab程序語(yǔ)言開發(fā)了“卷煙內(nèi)部氣相流場(chǎng)計(jì)算軟件”，可使用軟件對(duì)測(cè)量得到

4、的壓力數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行批處理，獲得卷煙濾嘴端被測(cè)區(qū)域內(nèi)各個(gè)時(shí)刻的氣相壓力和氣相流速分布圖。
　　檢測(cè)獲得了CORESTA標(biāo)準(zhǔn)卷煙3R4F濾嘴端煙氣流速分布特征。使用單孔道吸煙機(jī)在連續(xù)式ISO模式抽吸下，研究3R4F卷煙濾嘴端煙氣流速分布變化。表征了3R4F普通濾嘴卷煙燃吸狀態(tài)下連續(xù)6次抽吸對(duì)濾嘴端溫度分布、壓力分布和氣體軸向流速分布的影響。通過對(duì)ISO模式下，抽吸時(shí)2s內(nèi)，3R4F普通濾嘴內(nèi)氣相溫度、氣相壓力和氣體軸向流速分布圖

5、的表征與分析，探究了普通濾嘴在抽吸時(shí)濾嘴端溫度分布、壓力分布和氣體軸向流速分布隨著抽吸過程的變化特征。
　　表征了異形濾嘴在單次 ISO抽吸狀態(tài)下，卷煙濾嘴端異形濾嘴特殊結(jié)構(gòu)點(diǎn)在抽吸時(shí)的壓力和軸向速度變化特征。對(duì)比了各種不同濾嘴結(jié)構(gòu)在抽吸2s內(nèi)壓力分布和軸向速度變化特征。對(duì)3種異形濾嘴：內(nèi)溝槽濾嘴，外溝槽濾嘴和中空濾嘴單次ISO抽吸條件下，和普通濾嘴對(duì)比，抽吸2s內(nèi)的峰值時(shí)刻（1s）的氣相壓力分布和氣體軸向速度分布特征圖，并分析了