矢流有隔板高效空气过滤器的研制
摘要
介绍了一冲新型净化设施一矢流有隔板高效粒子空气过滤器，实测了额定风量下的过滤器效率和阻力，并对过滤器的效率和阻力变化规律以及过滤器分级效率进行了实验研究，同时对过滤器的扩散性能和速度场作了实验测定，实验结果表明，该过滤器具有效率较高、阻力较低、扩散性能好、出风速度场均匀等特点，是一种有实用价值的终端净化设施。
洁净技术是指对建筑物内部的净化处埋。洁净的生产环境是发展现代科学、现代工业，特別是发展电子，精密机械、冶金、宇航、核子、化工等工业以及医疗、制药、食品等部门不可缺少的重要条件和手段，而高效空气过滤器又是净化空调系统中的关键的终端设备，我们可以说，没旮高效过 滤器，就没有洁净室和净化工作台，甚至从某种意义上讲，没有高效空气过滤器，就没有空气洁净 技术，正因为它如此m要，世界各国的空气洁净技术工作者都十分價视高效空气过滤器以及与它有密切关系的技术的研究与发展。
目前，我国在有关高效过滤器的制造方面虽然有了较大突破。但仍存在一些问题.具体表现为：
1)过滤器结构形式单一、品种少；
2)现在我国还没有统一的高效空气过滤器制造标准；
3)对高效过滤器的性能、构造和技术经济指标的研究还不够；
4)对高效过滤器过滤机理的研究尚属空白；
5)对高效空气过滤器的装置研究得很少。
针对这些情况，本文主要研究一种新型的高效空气过滤器。
1新型高效过滤器简介
1.1构造
矢流有隔板髙效过滤器的出风面呈扇形，其构造由玻璃纤维滤材、边板、波纹板及胶贴物所组成见图1。
1.2特点
矢流有隔板高效过滤器的显著特征是它的端面呈崩形，其特点：1)扩散性能好，速度场均匀；2) 节能；3)节省占地空间。
2、过滤器的试验研究
为评价过滤器的好坏，常常要考虑以下性能参数：
1)过滤效率(高效过滤器效率标准)；
2)容尘量(过滤器容尘量);
3)风量和阻力(过滤器阻力)；
4)滤材的有效过滤面积；
5)物理强度(耐热湿、耐药品性、耐霉和耐压等特性）；
6)气流特性；
7)使用时间及方命。其中，过滤器效率和阻力特性是衡量过滤器性能的重要指标。因此，我们进行过滤器效率和阻力实验，同时还对过滤器出流的速度场和均匀情况作了测试。
2.1实验装置及原理介绍
本实验根据高效空气过滤器性能试验的国家标准（GB6165-85)，采用钠焰法检测装置对高效空气过滤器进行了效率和阻力的测定实验装置原理见图2。
实验的基本原理是：形成的氯化钠气溶胶在氢气馅中燃烧，钠原子被激发，发出该原子的特征光谱线，气电倍增管收集这种光谱并转变为电信号，再由电子系统将此信号放大处理，在微安表上显示出来，同时，光谱的光强与NaCl粒子的质量浓度之间有一定的直线关系，而质量浓度又与颗粒分散度有关，因此，为使系统的检测数据稳定可靠，GB6165 -85在高效空气过滤器性能试验方法标准中已规定：钠焰检测系统要求气溶胶的质量中值直径为：0.5μm.
2. 2试验研究
1.在额定风量下过滤器效率和阻力试验该过滤器过滤曲积为4. 44m2,额定风虽为400m3/h。 实验结果见表1。
2.变风量下过滤器阻力与效率的测定风量变化，即过滤风速变化，对过滤器的效率和阻力都有影响。 我们对五种不同风速下过滤器的阻力和效率进行了测试，其实验结果整理见图3, 4。
由图3可见，随着风速的增大，穿透率呈上升趋势。这是由于系统中的NaCl粒子粒径的范围在 0.02-2.0μm之间，其中小于0.3μn的占95%以上。在通常的过滤速度下(一般2-6m/s),扩散效应占主导地位，而且过滤速度越低，扩散效应越明显，穿透率越低。随著过滤速度的增加，扩散效应减弱，穿透率升髙。
由图4可见，过滤器的阻力随着风速的增大而增大。而且在同一滤速下，过滤器的阻力高于滤料阻力。这是由于过滤器的波纹板，密封胶等引起阻力增加的缘故。
值一定，滤纸不同，K值不同，对于本实验选取的滤纸，K值为6rnmH2O/s。
将结构阻力ΔP1,与滤速的关系整理在双对数座标系中（图5)。
根据图5中的线性关系，可以判定过滤器的结构阻力ΔP1和滤速V是属于幂函数关系，即可表示为
3.粒径尺寸对过滤器效率影响的实验对于同一过滤器，用不同粒径的气溶胶或不同分布状态的气溶胶进行猁定，其效率有所不同，为此，本文测试了该过滤器在不同粒径状态下的过滤效率，即过滤器分级效率，以便为各种不同情况的应用提供参考。
对过滤器分级效率的测定，我们采用LAS-X型激光粒子计数器，测试结果整理见图6。
由图6可以看出：
(1)粒径的分级穿透率近似呈正态分布，且都向粒径大的一边倾斜。
(2）在本实验的滤速范围内，穿透率峰值出现在0.15~0.25μm之间。这与近年来国外报告的具有最大穿透率的粒径不是的观点是一致的。作者认为具有最大穿透率的粒径尺寸不是一个定值，而是随着滤料，滤速以及测试方法的不同而不同。
4. 检漏试验该实验采用DOP扫描，检测结果为漏率不大于0.01%,说明该过滤器具有较好的 过滤性能，完全可用于洁净工作台或100级洁净室。
5. 速度场及流型实验气流速度的测定使用QDF-2B型热球式电风速仪，量程为5m/s。测试 结果为该过滤器出风均匀。
为了更好地评价过滤器的扩散性能，我们做了气流流型实验?具体方法是将过滤器弧形面拦上几进极细的铁丝，把极细的银光丝线绑在铁丝上,观察丝线飘动方向，待其稳定后，准确描绘记录。观察结果表明：丝线被气汰吹呈均匀的放射状，说明该过滤器的气流具有较好的扩散性，这样可以大大提高过滤空间的净化效果，并且与其他过滤器比较，如果要求处理同样的空间，达到同样的效果，使用扇形过滤器可节省风量,从而达到节能的目的。
3结论
1.矢流有隔板高效空气过滤器是一种新型的净化设备，具有扩散性能好，出风速度均匀，过滤效率卨，阻力相对较低以及能耗低等特点。实验结果表明该过滤器的过滤效率≥99.995%。阻力低于250Pa,泄漏率不超过0.01%,完全符合EJ367-89标准，可作为高效过滤器用于净化工作台或洁净室。
2. 该过滤器的最大穿透率所对应的粒径尺寸范围是0. 15-0.25μm,而不是0.3μm。说明最大 穿透率的粒径尺寸不是定值，该结果可为确定试验尘粒径分散度范围提供参考。
3. 滤速的改变在一定范围内(本实验2. 5 ~4. 1cm/s)对滤后粒径的分布没有明显的影响。
4. 气溶胶粒子的粒径分布对过滤效率有明显的影响，因此，在指出某种高效过滤器的穿透率时，必须同时指出进行穿透半测量时作为试验尘的气溶胶的粒径尺寸，这是测试中的一项至关重要的指标。
