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影響空氣過濾器過濾效率的因素


【全文摘要】影響纖維空氣過濾器效率的因素有很多,其中主要的是微粒直徑、微粒種類、纖維粗細、過濾速度和填充率等。

影響纖維空氣過濾器效率的因素有很多,其中主要的是微粒直徑、微粒種類、纖維粗細、過濾速度和填充率等。[1]

1.1.     微粒直徑的影響

當過濾器過濾多分散的微粒是,在幾種過濾機理作用下,較小的微粒由于擴散作用而先在纖維上沉積,所以當粒徑由小到大時,擴散效率逐漸減??;較大的微粒則在攔截和慣性作用下沉積,所以當粒徑由小到大時,攔截和慣性效率逐漸增加。這樣,和粒徑有關的效率曲線,就有一個最低點,這一點粒徑下的總效率最低,因而是最不容易在過濾器中被捕集的微粒,如圖1所示。

由圖可見,對于直徑0.3μm的微粒,空氣過濾器的過濾效率最低;因此,對于PM2.5(微粒直徑≤2.5微米)問題,應重視過濾器對直徑0.3微米附近霧霾微粒的過濾效果。


影響空氣過濾器過濾效率的因素


圖1 效率與粒徑的關系

1.2.     微粒種類的影響

即使微粒尺寸相同,處于不同相同的微粒對過濾效率也有不同的影響。實驗表明,過濾固態微粒比過濾液體微粒效率要高。而且用液態DOP微粒對幾種過濾材料作試驗,均有固定效率。隨著濾速的增加,這種相態對效率的影響將逐漸減小。

過濾固態微粒的效率比液態微粒的效率要高,通常認為有以下原因:
(1)   固態微粒的凝聚現象較液態的顯著;
(2)   電荷對固體微粒的影響比對液態大;
(3)   固體微粒能明顯增加過濾器的負荷;
(4)   液態微粒被捕集到纖維上時發生破損;
(5)   不同微粒在尺寸和密度方面的細微差別,給實驗結果帶來誤差。

所以有人主張用固態微粒對過濾器作試驗,認為這樣可以得到真實的結果。但是也有人認為用液態微粒試驗比較安全。

1.3.     纖維粗細的影響

當纖維直徑減小時,捕集效率都升高,但是過濾器的阻力會相應增加。所以在選擇高效過濾器濾材時,要兩者兼顧。

1.4.     過濾速度的影響

和具有最大穿透粒徑一樣,對于每一種過濾器也有最大穿透濾速。一般是將前面敘述的幾種過濾效應和濾速還有其他參數的定性關系表示在圖2上。圖8說明了:(1)隨著濾速增加,擴散效率減小、慣性效率增加、攔截效率增加;(2)隨著濾速增加,總效率先降后升,存在一個最低效率或最大穿透濾速。


影響空氣過濾器過濾效率的因素


圖2 流速與效率的定性關系

1.5.     填充率的影響

填充率的影響即纖維層密度的影響,當纖維層密度增加,慣性效率和攔截效率都要提高,而由于此時纖維間的流速相應也增加了,所以擴散效率反而減小,但是總的過濾效率還是提高了。另外,需要注意的時,隨著纖維層密度的增加,過濾器阻力的增加速度要比總效率的增加速度快得多,所以不能盲目的提高纖維層密度。

除了以上幾個主要因素外,影響過濾效率的原因還有:微粒形狀、氣流溫度、氣流相對濕度、氣力壓力、過濾器的容塵量等等。

參考資料:
[1] 許鐘麟.空氣潔凈技術原理(第三版).科學出版社,2003.


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