矢流有隔板高效空氣過濾器的研制
摘要
介紹了一沖新型凈化設(shè)施一矢流有隔板高效粒子空氣過濾器，實測了額定風(fēng)量下的過濾器效率和阻力，并對過濾器的效率和阻力變化規(guī)律以及過濾器分級效率進行了實驗研究，同時對過濾器的擴散性能和速度場作了實驗測定，實驗結(jié)果表明，該過濾器具有效率較高、阻力較低、擴散性能好、出風(fēng)速度場均勻等特點，是一種有實用價值的終端凈化設(shè)施。
潔凈技術(shù)是指對建筑物內(nèi)部的凈化處埋。潔凈的生產(chǎn)環(huán)境是發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)、現(xiàn)代工業(yè)，特別是發(fā)展電子，精密機械、冶金、宇航、核子、化工等工業(yè)以及醫(yī)療、制藥、食品等部門不可缺少的重要條件和手段，而高效空氣過濾器又是凈化空調(diào)系統(tǒng)中的關(guān)鍵的終端設(shè)備，我們可以說，沒旮高效過 濾器，就沒有潔凈室和凈化工作臺，甚至從某種意義上講，沒有高效空氣過濾器，就沒有空氣潔凈 技術(shù)，正因為它如此m要，世界各國的空氣潔凈技術(shù)工作者都十分價視高效空氣過濾器以及與它有密切關(guān)系的技術(shù)的研究與發(fā)展。
目前，我國在有關(guān)高效過濾器的制造方面雖然有了較大突破。但仍存在一些問題.具體表現(xiàn)為：
1)過濾器結(jié)構(gòu)形式單一、品種少；
2)現(xiàn)在我國還沒有統(tǒng)一的高效空氣過濾器制造標(biāo)準(zhǔn)；
3)對高效過濾器的性能、構(gòu)造和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的研究還不夠；
4)對高效過濾器過濾機理的研究尚屬空白；
5)對高效空氣過濾器的裝置研究得很少。
針對這些情況，本文主要研究一種新型的高效空氣過濾器。
1新型高效過濾器簡介
1.1構(gòu)造
矢流有隔板髙效過濾器的出風(fēng)面呈扇形，其構(gòu)造由玻璃纖維濾材、邊板、波紋板及膠貼物所組成見圖1。
1.2特點
矢流有隔板高效過濾器的顯著特征是它的端面呈崩形，其特點：1)擴散性能好，速度場均勻；2) 節(jié)能；3)節(jié)省占地空間。
2、過濾器的試驗研究
為評價過濾器的好壞，常常要考慮以下性能參數(shù)：
1)過濾效率(高效過濾器效率標(biāo)準(zhǔn))；
2)容塵量(過濾器容塵量);
3)風(fēng)量和阻力(過濾器阻力)；
4)濾材的有效過濾面積；
5)物理強度(耐熱濕、耐藥品性、耐霉和耐壓等特性）；
6)氣流特性；
7)使用時間及方命。其中，過濾器效率和阻力特性是衡量過濾器性能的重要指標(biāo)。因此，我們進行過濾器效率和阻力實驗，同時還對過濾器出流的速度場和均勻情況作了測試。
2.1實驗裝置及原理介紹
本實驗根據(jù)高效空氣過濾器性能試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB6165-85)，采用鈉焰法檢測裝置對高效空氣過濾器進行了效率和阻力的測定實驗裝置原理見圖2。
實驗的基本原理是：形成的氯化鈉氣溶膠在氫氣餡中燃燒，鈉原子被激發(fā)，發(fā)出該原子的特征光譜線，氣電倍增管收集這種光譜并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺儆呻娮酉到y(tǒng)將此信號放大處理，在微安表上顯示出來，同時，光譜的光強與NaCl粒子的質(zhì)量濃度之間有一定的直線關(guān)系，而質(zhì)量濃度又與顆粒分散度有關(guān)，因此，為使系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，GB6165 -85在高效空氣過濾器性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)中已規(guī)定：鈉焰檢測系統(tǒng)要求氣溶膠的質(zhì)量中值直徑為：0.5μm.
2. 2試驗研究
1.在額定風(fēng)量下過濾器效率和阻力試驗該過濾器過濾曲積為4. 44m2,額定風(fēng)雖為400m3/h。 實驗結(jié)果見表1。
2.變風(fēng)量下過濾器阻力與效率的測定風(fēng)量變化，即過濾風(fēng)速變化，對過濾器的效率和阻力都有影響。 我們對五種不同風(fēng)速下過濾器的阻力和效率進行了測試，其實驗結(jié)果整理見圖3, 4。
由圖3可見，隨著風(fēng)速的增大，穿透率呈上升趨勢。這是由于系統(tǒng)中的NaCl粒子粒徑的范圍在 0.02-2.0μm之間，其中小于0.3μn的占95%以上。在通常的過濾速度下(一般2-6m/s),擴散效應(yīng)占主導(dǎo)地位，而且過濾速度越低，擴散效應(yīng)越明顯，穿透率越低。隨著過濾速度的增加，擴散效應(yīng)減弱，穿透率升髙。
由圖4可見，過濾器的阻力隨著風(fēng)速的增大而增大。而且在同一濾速下，過濾器的阻力高于濾料阻力。這是由于過濾器的波紋板，密封膠等引起阻力增加的緣故。
值一定，濾紙不同，K值不同，對于本實驗選取的濾紙，K值為6rnmH2O/s。
將結(jié)構(gòu)阻力ΔP1,與濾速的關(guān)系整理在雙對數(shù)座標(biāo)系中（圖5)。
根據(jù)圖5中的線性關(guān)系，可以判定過濾器的結(jié)構(gòu)阻力ΔP1和濾速V是屬于冪函數(shù)關(guān)系，即可表示為
3.粒徑尺寸對過濾器效率影響的實驗對于同一過濾器，用不同粒徑的氣溶膠或不同分布狀態(tài)的氣溶膠進行猁定，其效率有所不同，為此，本文測試了該過濾器在不同粒徑狀態(tài)下的過濾效率，即過濾器分級效率，以便為各種不同情況的應(yīng)用提供參考。
對過濾器分級效率的測定，我們采用LAS-X型激光粒子計數(shù)器，測試結(jié)果整理見圖6。
由圖6可以看出：
(1)粒徑的分級穿透率近似呈正態(tài)分布，且都向粒徑大的一邊傾斜。
(2）在本實驗的濾速范圍內(nèi)，穿透率峰值出現(xiàn)在0.15~0.25μm之間。這與近年來國外報告的具有最大穿透率的粒徑不是的觀點是一致的。作者認(rèn)為具有最大穿透率的粒徑尺寸不是一個定值，而是隨著濾料，濾速以及測試方法的不同而不同。
4. 檢漏試驗該實驗采用DOP掃描，檢測結(jié)果為漏率不大于0.01%,說明該過濾器具有較好的 過濾性能，完全可用于潔凈工作臺或100級潔凈室。
5. 速度場及流型實驗氣流速度的測定使用QDF-2B型熱球式電風(fēng)速儀，量程為5m/s。測試 結(jié)果為該過濾器出風(fēng)均勻。
為了更好地評價過濾器的擴散性能，我們做了氣流流型實驗?具體方法是將過濾器弧形面攔上幾進極細的鐵絲，把極細的銀光絲線綁在鐵絲上,觀察絲線飄動方向，待其穩(wěn)定后，準(zhǔn)確描繪記錄。觀察結(jié)果表明：絲線被氣汰吹呈均勻的放射狀，說明該過濾器的氣流具有較好的擴散性，這樣可以大大提高過濾空間的凈化效果，并且與其他過濾器比較，如果要求處理同樣的空間，達到同樣的效果，使用扇形過濾器可節(jié)省風(fēng)量,從而達到節(jié)能的目的。
3結(jié)論
1.矢流有隔板高效空氣過濾器是一種新型的凈化設(shè)備，具有擴散性能好，出風(fēng)速度均勻，過濾效率卨，阻力相對較低以及能耗低等特點。實驗結(jié)果表明該過濾器的過濾效率≥99.995%。阻力低于250Pa,泄漏率不超過0.01%,完全符合EJ367-89標(biāo)準(zhǔn)，可作為高效過濾器用于凈化工作臺或潔凈室。
2. 該過濾器的最大穿透率所對應(yīng)的粒徑尺寸范圍是0. 15-0.25μm,而不是0.3μm。說明最大 穿透率的粒徑尺寸不是定值，該結(jié)果可為確定試驗塵粒徑分散度范圍提供參考。
3. 濾速的改變在一定范圍內(nèi)(本實驗2. 5 ~4. 1cm/s)對濾后粒徑的分布沒有明顯的影響。
4. 氣溶膠粒子的粒徑分布對過濾效率有明顯的影響，因此，在指出某種高效過濾器的穿透率時，必須同時指出進行穿透半測量時作為試驗塵的氣溶膠的粒徑尺寸，這是測試中的一項至關(guān)重要的指標(biāo)。
