Sistema de reconstrução 3D e análise do comportamento de filtração das membranas de nanofibras

ZHENG Gaofeng ,  

JIANG Jiaxin ,  

DENG Shiqing ,  

CHEN Junyu ,  

LIU Yifang ,  

摘要

Para realizar cálculos numéricos teóricos eficazes e análise da membrana filtrante de ar de nanofibras, foi estabelecido um sistema de análise para o cálculo do desempenho da filtragem da membrana de nanofibras. Foram estudados os algoritmos utilizados pelo sistema, como reconstrução tridimensional, cálculo da eficiência de filtragem e cálculo da queda de pressão. Por meio de processamento de remoção de ruído, binarização, algoritmos de afinamento e discretização, as características da membrana de nanofibras foram extraídas e, por meio da definição, armazenamento e renderização visual das informações características, foi realizada a reconstrução tridimensional. O cálculo da eficiência da filtragem é realizado por meio da detecção de colisões e análise mecânica entre partículas e nanofibras para determinar a quantidade de partículas capturadas pela membrana. Finalmente, foi implementado um módulo de cálculo da queda de pressão baseado em imagens de SEM, de acordo com a lei de Poiseuille e o princípio da queda de pressão. Foram realizados cálculos numéricos e comparações experimentais relacionadas à estrutura topológica e à espessura da membrana de nanofibras; os resultados mostraram que o erro no cálculo da eficiência da filtragem está abaixo de 10%, o erro no cálculo da queda de pressão está abaixo de 20%, e a tendência dos resultados calculados está de acordo com os resultados experimentais, refletindo as diferenças no desempenho de filtragem conforme diferentes estruturas topológicas.

关键词

membrana de nanofibras; reconstrução 3D; sistema de análise; eficiência de filtração; queda de pressão de filtração

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