近期，课题组研究生贺廉洁（导师：高军教授）研究了离心风盘的辐条结构和辐条数量对风盘系统的流场、压降和分离效率的影响，并对其在住宅厨房中的使用限制和结构选择进行了探讨，研究成果发表在Separation and Purification Technology（Q1，IF：8.6）。

引用：Lianjie He, Yuhang Wu, Jun Gao*, Chengquan Zhang, Yukun Xu, Xiaobin Wei. Flow resistance and particle separation efficiency of a rectangular-spoke rotating disk: influence of spoke configuration and number, Separation and Purification Technology (2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.126169.

如何在油性颗粒进入排气系统之前将其有效分离，从而减少油性颗粒的积累，一直是一个难题。在综合考虑分离效率、空间限制、使用成本和系统阻力等因素后，现有的净化方法（挡板过滤、纤维过滤、水洗过滤和静电过滤）中没有一种是住宅厨房场景的理想选择。离心风盘作为一种特殊的机械过滤方法，可通过高速旋转提高颗粒捕获概率，同时保持较低的流动阻力，因此具有广阔的应用前景。本文研究了用于分离油性颗粒的带矩形辐条的离心风盘。其中，分析了辐条结构（直辐条（SS）、后向曲辐条（BCS）和前向曲辐条（FCS））和辐条数量（基准辐条、等量加密辐条和梯度加密辐条）的差异引起的流场、压降和分离性能的变化。此外，还比较了离心风盘和其他一些过滤装置的性能；并初步讨论了离心风盘在住宅厨房场景中的使用范围和结构选择。

这项工作的新颖之处包括

1. 揭示了辐条结构对流场的影响。BCS产生的发散效应强化了下游气流的离心运动，导致压降（ΔP）最大，而分离性能（_hp）最差。相反，FCS的收敛效应部分抑制了离心运动，在最高漏气率（ALR）下实现了最高的h_p，显示出比SS和BCS更高的分离潜力。

2. 引入质量因子（QF）指标来评价离心风盘的性能。在对辐条数进行加密后，不仅是h_p，风盘的QF也得到了改善。同时注意到，随着转速的提高，风盘的QF存在最大值。梯度加密风盘在较小的旋转速度下即达到最大QF值，因此进一步提高旋转速度以获得更高的h_p对梯度加密风盘来说并不经济。这表明等量加密后的适用转速范围更广。

3. 详细说明了应用于住宅厨房时风盘的使用限制和结构选择。根据曲线下面积（AUC）指数，评估了不同辐条配置的风盘在住宅厨房中的适用性。由于存在转速限制，选择风盘的优先顺序为梯度加密SS盘>等量加密FCS盘>梯度加密FCS盘>梯度加密BCS盘>等量加密SS盘>等量加密BCS盘。此外，采用直线

4. （SLC）法评估了将风盘安装在抽油烟机中后的最大排风量衰减。结果发现，只有梯度加密SS盘、等量加密FCS盘和等量加密SS盘符合最大排气量衰减的限制。其中，梯度加密SS盘和等量加密FCS盘的效果最佳，其相应的h_p分别可达61%和48%。

以下为论文中部分结果：

图1. 风盘水平中心截面处的法向速度云图（3000rpm）

图2 不同过滤装置对油烟颗粒计重效率和压降的综合对比

图3. 不同加密方案下的品质因数对比