[發明專利]基于CFD瞬態模擬云圖的卷煙濾嘴過濾效果的判斷方法和系統

在審

• 申請號: 202111509187.4
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114218844A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 王予;潘曉薇;林云;吳君章;齊偉杰;陶紅;陳森林;曾勁松;賴燕華;汪軍霞
• 申請（專利權）人: 廣東中煙工業有限責任公司;華南理工大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F30/28;G06F30/23;G16C10/00;G16C20/10;G16C20/20;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

本發明公開一種基于CFD瞬態模擬云圖的卷煙濾嘴過濾效果的判斷方法和系統，方法包括：S1：根據卷煙濾嘴的形狀，建立包括濾嘴部分的卷煙的三維模型；S2：將所述卷煙的三維模型導入至ICME CFD中進行網格劃分，設定邊界條件進行瞬態模擬計算，得到不同抽吸時刻的內部煙氣速度分布云圖、不同抽吸時刻卷煙煙氣粒相物質量分數分布云圖和抽吸完成時刻不同位置的煙氣粒相物質量分數分布云圖；S3：根據所述不同抽吸時刻的內部煙氣速度分布云圖、不同抽吸時刻卷煙煙氣粒相物質量分數分布云圖和抽吸完成時刻不同位置的煙氣粒相物質量分數分布云圖，判斷卷煙濾嘴的過濾效果。本發明能夠在低成本短時間內對卷煙濾嘴的過濾效果做出較為準確的判斷。

技術領域

本發明涉及卷煙技術領域，更具體地，涉及一種基于CFD瞬態模擬云圖的卷煙濾嘴過濾效果的判斷方法和系統。

背景技術

近幾年來，隨著煙草降焦減害的推進，對于煙草濾嘴的研究也在持續進行。濾嘴作為最直接的物理降焦減害的手段，是通過將煙支燃燒產生的部分焦油和顆粒物過濾在濾嘴上。為了追求更好的過濾效果，加長濾嘴、在濾嘴中添加吸附物質、采用二元甚至多元濾嘴等各種濾嘴的改進手段也不斷產生。

而目前檢測濾嘴過濾效果，主要采用的仍是實驗法，對于新研制的濾嘴，想要進行過濾實驗，需要進行小批量的樣品制作，而設置對照組確定最佳比例，更是需要多個對照組，實驗的經濟成本和時間成本都比較高。

因此需要一種低成本且能在短時間內對卷煙濾嘴過濾性能做出較為準確判斷的方法。

現有技術中公開了一種卷煙主流煙氣中氰化氫的濾嘴截留量測定方法，其特征在于：具體包括以下步驟：(1)卷煙抽吸：按照GB/T16450-1996抽吸4支試驗卷煙，收集抽吸后的試驗卷煙濾嘴；(2)樣品制備：將抽吸后的濾嘴放入錐形瓶中，加入0.1mol/L的NaOH溶液，振蕩萃取，再取萃取液用固相萃取活性炭SPE小柱凈化后，得到樣品制備液；(3)樣品分析：樣品制備液用連續流動分析儀進行測定，最終計算出卷煙主流煙氣中氰化氫的濾嘴截留量。本發明的測定方法精密度好、結果準確可靠，能夠能滿足卷煙主流煙氣中氰化氫濾嘴截留量的檢測要求，對卷煙濾嘴中HCN截留效率測定和卷煙濾嘴的截留效果分析具有重要現實意義，適用于大批量樣品的快速分析。但該方案需要實現進行樣品制作，經濟成本和時間成本較高。

發明內容

本發明的首要目的是提供一種基于CFD瞬態模擬云圖的卷煙濾嘴過濾效果的判斷方法，能夠在低成本短時間內對卷煙濾嘴的過濾效果做出較為準確的判斷。

本發明的進一步目的是提供一種基于CFD瞬態模擬云圖的卷煙濾嘴過濾效果的判斷系統。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種基于CFD瞬態模擬云圖的卷煙濾嘴過濾效果的判斷方法，包括以下步驟：

S1：根據卷煙濾嘴的形狀，建立包括濾嘴部分的卷煙的三維模型；

S2：將所述卷煙的三維模型導入至ICME CFD中進行網格劃分，設定邊界條件進行瞬態模擬計算，得到不同抽吸時刻的內部煙氣速度分布云圖、不同抽吸時刻卷煙煙氣粒相物質量分數分布云圖和抽吸完成時刻不同位置的煙氣粒相物質量分數分布云圖；

S3：根據所述不同抽吸時刻的內部煙氣速度分布云圖、不同抽吸時刻卷煙煙氣粒相物質量分數分布云圖和抽吸完成時刻不同位置的煙氣粒相物質量分數分布云圖，判斷卷煙濾嘴的過濾效果。

優選地，步驟S1中建立包括濾嘴部分的卷煙的三維模型，具體為：

采用逆向工程三維重構的方法，根據濾嘴的形狀結構建立三維模型，所述三維模型包括煙絲部分。

優選地，步驟S2中所述邊界條件由標準抽吸過程實驗測量獲取。

優選地，步驟S2中所述瞬態模擬計算的總時長為一次標準抽吸的時長。