影響空氣過濾器效率主要有哪些因素?
影響空氣過濾器的效率有很多因素,主要有以下幾種:
1.微粒尺寸的影響
當空氣過濾器過濾多分散的微粒時,在幾種過濾機理作用下,比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,擴散效率逐漸減弱。比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。
2.微粒種類的影響
即使微粒尺寸相同,處于不同相態的微粒對過濾效率也有不同的影響。有關實驗研究表明,過濾固態微粒比過濾液態效率要高。隨著濾速的增加,這種相態對效率的影響將逐漸減小。
3.微粒形狀的影響
進行空氣過濾器效率實驗時的某些塵源的微粒都是球形的,球形微粒與纖維接觸時,接觸表面比起不規則形狀的微粒來要小,因而不規則微粒與纖維接觸的幾率就大,沉積的幾率也隨之增大。實際上被過濾的空氣中的微粒是不規則的,所以實際過濾效率高于計算和實驗值。
4.纖維粗細和斷面形狀的影響
對于前面講到的所有過濾機理,當纖維徑減小時,捕集效率都增高。所以在選擇高效空氣過濾器濾材時,力求采用最細的纖維。當然纖維細了,空氣過濾器的阻力就要相應增加。
纖維斷面形狀對過濾效率的影響不大,有關研究人員雖然對此提出了效率的形狀修正,但由于計算復雜,一般予以忽略。
5.過濾速度的影響
一般認為:
①隨著濾速增加,擴散效率下降。
②隨著濾速增加,慣性效率上升。
③隨著濾速增加,攔截效率上升。
④隨著濾速增加,總效率先是下降,然后上升。
6.纖維填充率的影響
當纖維填充率提高以后,纖維層密實了,慣性效率和攔截效率都要提高。而此時纖維間的流速更快了,所以擴散效率反而降低,不過總效率仍然提高了。
但特別指出,此時阻力的增加比總效率的提高要快得多,所以通過提高纖維填充率α來提高效率并不是好辦法。
7.氣流溫度的影響
被過濾的氣流溫度升高,使微粒的擴散系數提高,這就使亞微米微粒的擴散效率提高了,可溫度升高后,氣體粘性變大,從而使依靠重力效應和慣性效應的大微粒的沉積效率降低了,同時也提高了過濾阻力。
8.氣流濕度的影響
被過濾的氣流濕度增加以后,使空氣的靜電效應消失,布朗運動減弱。使微粒容易被氣流夾帶而穿透過濾層,從而降低了效率。
有人做過以下實驗:
(1)用苯酚——糠醛樹脂粘結的玻璃纖維濾紙進行過濾細菌,發現細菌對未經干燥的空氣過濾器濾紙穿透深度,比干燥濾紙的穿透深度深。
(2)用飽和水蒸汽通過玻璃纖維濾紙的空氣過濾器時,蒸汽中夾帶的鐵銹可穿透數層濾紙,而通過干燥空氣時,僅在空氣過濾器表面上發現鐵銹。
以上兩個實驗說明了上述結論的正確性。
9.氣流壓力的影響
被過濾氣流壓力的降低,將使氣體密度減小,空氣分子自由行程變大,從而使擴散系數和慣性參數增大。所以擴散效率、慣性效率都有所增加。而對攔截效率影響不大。
在溫度和壓力同時增加時,由于壓力的增加比溫度的增加給予粘性的影響大得多,所以慣性效率下降。
10.容塵量的影響
隨著微粒在纖維表面的沉積,空氣過濾器的容塵量不斷增加,開始了空氣過濾器中的第二階段。灰塵在纖維上的沉積有如樹枝上的積雪,被稱為樹枝晶狀模型。過濾效率隨著容塵量的增加而增加。