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深入了解卷烟燃吸过程中滤嘴内烟气流速分布是研究卷烟滤嘴对烟气气溶胶颗粒物截留机制的关键。为了探究卷烟燃吸过程中滤嘴端流场的分布特征,本文建立了卷烟燃吸过程烟气流速分布检测与表征方法,表征并对比分析了4种不同滤嘴结构对烟气流速分布特征的影响,主要包括以下几个方面: 基于气体微压差传感器,设计搭建了卷烟内部气相压力测量系统。利用该系统可以实时测量和采集卷烟滤嘴端与卷烟燃烧锥内部各点的压力变化数据。通过对CORESTA参比卷烟3R4F的检测,确定了卷烟滤嘴端气相压力测量方法。即将卷烟纵剖面分为从表面到中心旋转对称轴的5个深度,每个深度0.97mm(针对普通卷烟而言)。每次测量抽吸时卷烟内部的一个深度的气相压力变化数据,最后将5组数据通过平移平均化处理得到完整的测量区域内测量点气相压力变化分布。 结合卷烟燃吸过程中滤嘴端温度分布和压力分布的检测,建立了卷烟内部气相流速分布计算表征方法。该方法首先确定了温度与压力数据的前处理方法,即使用零点平移将每个深度的温度和压力数据平移平均处理,分别得到卷烟在抽吸时间内5个深度的压力和温度数据。基于达西定律,即多孔介质中流量和压差与渗透率间的关系,获得卷烟抽吸中内部特定位点处,流速与邻域内压力和温度的关系。利用双3次样条插值对实验得到的测量区域网格分布数据进行插值处理,得到卷烟被测区域内未知点的压力和温度分布,计算获得卷烟被测区域(滤嘴端)烟气流速分布特征数据。在此基础上,利用matlab程序语言开发了“卷烟内部气相流场计算软件”,可使用软件对测量得到的压力数据和温度数据进行批处理,获得卷烟滤嘴端被测区域内各个时刻的气相压力和气相流速分布图。 检测获得了CORESTA标准卷烟3R4F滤嘴端烟气流速分布特征。使用单孔道吸烟机在连续式ISO模式抽吸下,研究3R4F卷烟滤嘴端烟气流速分布变化。表征了3R4F普通滤嘴卷烟燃吸状态下连续6次抽吸对滤嘴端温度分布、压力分布和气体轴向流速分布的影响。通过对ISO模式下,抽吸时2s内,3R4F普通滤嘴内气相温度、气相压力和气体轴向流速分布图的表征与分析,探究了普通滤嘴在抽吸时滤嘴端温度分布、压力分布和气体轴向流速分布随着抽吸过程的变化特征。 表征了异形滤嘴在单次 ISO抽吸状态下,卷烟滤嘴端异形滤嘴特殊结构点在抽吸时的压力和轴向速度变化特征。对比了各种不同滤嘴结构在抽吸2s内压力分布和轴向速度变化特征。对3种异形滤嘴:内沟槽滤嘴,外沟槽滤嘴和中空滤嘴单次ISO抽吸条件下,和普通滤嘴对比,抽吸2s内的峰值时刻(1s)的气相压力分布和气体轴向速度分布特征图,并分析了每种异形滤嘴结构在抽吸时对卷烟滤嘴端烟气流速分布特征的影响。