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高效过滤器纤维滤纸效率的影响因素有哪些?

作者:空气过滤器厂家 发布日期:2021-02-01 11:38:13 关注次数:8

高效过滤器作为洁净室空气处理和过滤的终端过滤器,其主要性不言而喻,尤其是无菌出产环境要求强制使用高效过滤器


一般高效过滤器采用纤维滤纸作为滤料,所以本篇文章主要通过对影响纤维滤纸效率的因素进行探讨,从而了解哪些因素会影响高效过滤器的过滤效率。


影响纤维滤纸的效率有很多因素,其中主要的是微粒直径、纤维粗细、过滤速度和填充率这几项,同时还有温度、湿度、压力、容尘量等。

 

1.微粒性质的影响

在过滤多分散相微粒时,无论是理论阐发还是实测成果都显示,随着粒子的直径由小变大,总过滤效率的变化趋势是先减后增。原因在于各种捕集机理对不同粒径粒子的影响不同。较小的微粒由于扩散而沉积,较大微粒则在阻挡和惯性的作用下被捕集,而当粒径由小到大时,扩散效率逐渐减弱,惯性和阻挡效率逐渐增强,这就导致小粒径范围内总的捕集效率趋弱。而大粒径范围内粒子效率又趋强,使得与粒径有关的效率曲线存在着一个最低点,也就是在变化过程中存在一个效率最低值,这点对应的粒径即为最易穿透粒径。这个粒径并不是定值,影响其大小的因素很多,纤维不同、滤速不同城市导致它的数值变化,并且温度在某种程度上也会使最轻易穿透粒径发生突变。即使微粒尺寸不异,处于不同相态的微粒对过滤效率也有不同的影响,用固态微粒测定可以使过滤器得到高效率。


2.纤维粗细的影响

当其他参数都不变而只有纤维直径变化时,过滤效率随纤维直径的增加而减小。这是因为随着纤维直径的增大,阻挡效应的阻挡系数相应减小,导致与其有关的两种机理的捕集效率都有所下降,从而引起总的过滤效率下降。这也就是高效滤纸中的纤维要比中效滤纸细很多的原因。当然,纤维越细,阻力也就越高。别的,随着纤维直径的增加,阻挡系数减小,惯性效应减弱,最易透过粒径也逐渐变大,效率曲线的极值点随之向右移动。


3.过滤速度的影响

在滤速增加时,扩散效率下降、惯性效率上升,阻挡效率上升,因此总效率是先减小后增加。而最大穿透粒径逐渐减小,效率曲线的极值点随之向左移动。同时,随着滤速的降低,滤纸的过滤效率明显升高,基本关系满足滤速降低一倍,过滤效率近似增加一个数量级。这是因为滤速降低使得粒子通过滤纸的时间相应延长,从而增大了粒子被捕捉的几率,因此效率显著上升。当滤纸采用国标建议的1cm/s滤速时,其透过率比美国尺度规定的5.3cm/s滤速下要降低100倍,这也就注释了为什么同级别的滤纸在国内和国外测试时,效率会相差很大。


4.纤维填充率的影响

纤维填充率提高,使得纤维层的密集度增加,惯性效率和阻挡效率都增加了,虽然由于流速的提高导致扩散效率降低,但综合总效率仍然是提高的。然而需要留意的是,这一过程中阻力的增加要比总效率的提高快得多,所以靠增大纤维填充率来提高滤纸的效率,并不是一个好办法。


5.气流温度的影响

气流温度的升高,将提高微粒的扩散系数,这就使亚微米微粒的扩散效率提高了。可是温度升高后,气体黏性变大,从而使依靠重力效应和惯性效应的大微粒的沉积效率降低了,同时也提高了过滤阻力。效率的这种变化,将造成最易穿透粒径增大,从而效率曲线的极值点随之向右移动,有可能导致曲线的外形发生改变。

 

6.气流湿度的影响

气流湿度增加,使得小粒子的穿透能力提高,从而效率下降,原因在于湿空气使静电效应消失,布朗运动减弱,微粒轻易被后来的气流夹带而继续穿透。然而在很高湿度时,纤维表面会形成液膜,颗粒物与纤维接触面积增大,导致范德瓦耳斯力增大,反弹现象减少,大粒子的效率会有所升高。有研究认为对于不吸湿的粒子,在高湿度时效率会有明显上升。当然假如湿度过高以致于在滤材表面呈现液滴,显然会导致效率下降。

 

7.气流压力的影响

气流压力的降低,将使气体密度减小,空气分子自由程变大,从而使滑动修正系数变大,扩散系数和惯性参数增加,所以扩散效率和惯性效率都增加了,而对阻挡效率影响不大。

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