矿业研究与开发

作者：艾杨,臧龙,陈秉正,李江明,江敏

关键词：深海采矿;深海微生物取样器;多孔阶跃模型;数值模拟

以微生物取样器过滤膜为研究背景,采用多孔阶跃模型模拟微生物取样膜的结构,通过有限元方法对取样器内部流场 进行数值模拟研究,从过滤压降、流速变化规律和取样器内部速度与压力云图分布情况进行模拟分析,研究流体入口速度参数对深海微生物取样装置性能的影响,从而确定深海微生物取样器的最优流体入口速度参数.研究结果表明:在入口速度分别为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5m/s条件下,取样器过滤膜两侧的压降分别为36,82,139,207,288Pa,取样器过滤膜两侧的流速差分别为0.05,0.16,0.26,0.34,0.38m/s;取样器过滤膜两侧的压降和膜两侧速度差均随入口速度的增大而增大,且过滤膜后的压力随速度的增大呈减小趋势;当流体入口速度为0.3m/s时,取样器的过滤性能最优.数值模拟结果可为深海微生物取样装置的过滤性能研究提供理论依据.

来源：2025年第9期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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