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影响过滤效率的因素

浏览次数:59 分类:产品资讯

影响纤维过滤器效率的因素很多,其中主要有微粒直径、纤维粗细、过滤速度和填充率等。

(1)微粒尺寸

过滤器从气流中分离高分散微粒是在多种机理共同作用下实现的。由于扩散作用随微粒减小而增强、而拦截、惯性碰撞和重力沉降等作用随微粒增大而增强,所以过滤器总效率随微粒增大会岀現一个最低点。在大多数情况下,纤维过滤器的最低效率点出现在0.1~0.4um。必须说明的是,该最低效率对应的粒径并不是一个定值,它随微粒的性质、纤维的特性以及过滤速度而发生变化。从实验结果可见,随着滤速的增加,穿透率的最大值向小粒径方向移动。

(2)微粒种类

即使微粒尺寸相同,处于不同相态的微粒对过滤效率也有不同的影响。实验表明,过滤固态微粒比过滤液态微粒效率要高。而且用液态DOP(邻苯二甲酸二辛酯)微粒对几种过滤材料做试验,均有固定效率,随着滤速的增加,相态对效率的影响逐渐减小。其原因归纳起来有:固态微粒的凝聚较液态显著;电荷对固态微粒的影响较液态一人;固态微粒能明显增加过滤器负荷;液态微粒被捕集到纤维上时发生破损;不同相态密度上的差异等。

(3)微粒形状

计算过滤器效率或进行过滤器效率实验时,常常采用球形微粒,而球形微粒与纤维滤料接触时,接触面积比不规则形状的微粒要小,因而不规则形状微粒的沉积概率就大。在通常情况下,被过滤空气中的微粒是不规则的,所以实际过滤效率会略高于计算或实验值。

(4)纤维粗细和断面形状

较小的纤维直径具有较高的捕集效率,所以在选择滤料时力求选用较细的纤维,但由于纤维直径越细,通过纤维层的气流阻力越大,这是需要慎重考虑的。通常认为,纤维断面形状对过滤效率影响不大。

(5)过滤速度

过滤速度分为”面速“和”滤速“。”面速”是指过滤器断面上通过气流的速度。面速反映过滤器的处理能力和占地面积,面速越大,安装过滤器所需的面积越大。所以,面速是反映过滤器结构特性的重要参数。 “滤速”是指滤料面积上通过气流的速度。随着滤速的增加,扩散效率下降,惯性碰撞和拦截效率则提高。所以总效率随着滤速增加“先下降后上升“,即存在一个与最低效率或最大穿透率对应的滤速。从实验了解到,单一玻璃纤维效率与滤速的定量关系。当纤维粒径为20um时,0.7um微粒的最大穿透率出现在0.8m/S附近,而2um微粒的这个数值则在0.2–0.3m/S。因此,在设计过滤器时,应根据需要滤除的主要粒径范围和纤维直径,选择合适的滤速。

(6)纤维填充率

实验证明,随着纤维填充率的提高,过滤总效率将提高。这是因为,随着纤维填充率的提高,纤维间的流速加快,惯性效率和拦截效率都会提高,其增幅大于滤速提高引起的扩散效率下降的幅度。不过,此时过滤器阻力的增加比总效率的提高要快得多。所以,一般不采用增大填充率来提高过滤效率。

(7)气流温度

被过滤气流温度升高,其扩散效率增加,但也导致气体的黏性增大,从而使依靠重力作用和惯性作用的大微粒的沉积效率下降,同时,也使过滤阻力增大。

(8)气流压力

被过滤气流压力降低,将使气流密度减小,空气分子自由行程变大,从而使扩散效率、惯性效率都增加,而对拦截效率影响不大。若压力、温度同时增加,由于压力的增加比温度的增加给予黏性的影响大得多,所以惯性效率下降。

(9)容尘量

过滤器容尘量描述滤料表面的积灰能力,通常将运行中过滤器的终阻力达到其初阻力1倍(或其他倍数)的数值时,或者效率下降到初始效率的85%以下(一般对于预过滤器来说)时,过滤器上沉积的灰尘质量,作为该过滤器的容尘量。随着微粒在纤维表面沉积,过滤器的容尘量不断增加,过滤过程进入第二阶段,即不稳定过滤阶段。灰尘在纤维上的沉积,好比树枝上的积雪,被称为树枝晶状模型。过滤效率随着客尘量的增加而提高。

(10)气流湿度

被过滤的气流湿度增加后,将使微粒的穿透能力提高,从而降低了效率,原因是湿空气使静电效应消失,布朗运动减弱,而使微粒容易被后来的气流夹带继续穿透。

标签:过滤器
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