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过滤材料性能指标优化解析

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:过滤材料最重要的两个性能是过滤效率与过滤阻力。过滤材料在去除颗粒的同时,也会对气流造成阻力,其值为过滤阻力或阻力降。过滤阻力与使用中的能耗相对应。随着过滤的进行,气溶胶颗粒将在纤维表面不断聚集,占据纤维之间的空间,导致过滤阻力不断上升,称为过滤材料的堵塞效应。过滤材料的使用寿命以及容尘量与材料结构密切相关。此外,疏松的结构不易被气溶胶颗粒堵塞,也有利于提高过滤材料的使用寿命以及容尘量。

过滤材料性能指标优化解析

过滤材料最重要的两个性能是过滤效率与过滤阻力。过滤效率是指被过滤材料捕捉的气溶胶颗粒的量与原始气溶胶颗粒量之比。其值可通过下式来表示:E=(N上游-N下游)/N上游,其中N代表气溶胶颗粒的量,其值可以为数量或者质量。此外,穿透率也经常被用于表示过滤效率,穿透率P=N下游/N上游,穿透率越小,代表过滤效率越高(Zanobetti A,2009)。过滤效率一方面与材料的结构密切相关,如纤维直径、形貌、堆积密度、厚度等;另一方面也与气溶胶颗粒粒径大小、过滤气速、环境温度等因素相关。按照不同测试标准得到的过滤效率不同,对材料过滤效率的评价也不相同。欧洲标准采用了最易穿透粒径测试法,被认为是目前最严格的测试过滤效率的方法。一般认为高效空气过滤(HEPA)材料具有对300nm颗粒99.97%以上的过滤效率;而超高效空气过滤(ULPA)材料按照欧洲标准应在MPPS处具有99.999%以上的效率。过滤材料在去除颗粒的同时,也会对气流造成阻力,其值为过滤阻力或阻力降。过滤阻力与使用中的能耗相对应。随着过滤的进行,气溶胶颗粒将在纤维表面不断聚集,占据纤维之间的空间,导致过滤阻力不断上升,称为过滤材料的堵塞效应。通常将过滤材料阻力达到初始阻力两倍时所需的时间定义为过滤材料的使用寿命,此阶段过滤材料表面所积累气溶胶颗粒的质量被称为容尘量。过滤材料的使用寿命以及容尘量与材料结构密切相关。单位横截面积内有效纤维长度(纤维的数量)越多,纤维的有效外比表面积越大,其能够负载的气溶胶颗粒就越多。此外,疏松的结构不易被气溶胶颗粒堵塞,也有利于提高过滤材料的使用寿命以及容尘量。(www.xing528.com)

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