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1、空 气 洁 净 技 术,4. 空气过滤器的特性在空气净化系统中，空气过滤器是核心设备，因而有必要对其特性全面地了解。 4.1 空气净化系统中过滤器的作用和分类表4-1是我国国家标准对过滤器进行分类，共分5档，分别为粗、中、高中、亚高和高效，其中高效中又分了ABCD4档，分类的指标基准为额定风量效率和阻力，其中在注的一栏注明测试所用的气溶胶种类即用什么方法测出的效率，那么如何判别其高低，一般讲DOP法、钠焰法、油雾法和计数法（粒径为0.3m）的效率值基本上可比。,方法 DOP发 比色法 人工尘计重法99.97 100 100效 95 99 100 8085 9397 100率 5060 8085
2、 992030 4555 961520 3035 92,国外也有用统一的测试标准分类的名称 计数效率（%） 阻力（Pa）（对粒径为0.3m的尘粒）粗效过滤器 F，对于高效过滤器甚至为几十倍，因而u、v差异甚大。,4.3 效率 效率、穿透率的概念。 分级效率与总效率的关系。1n 各粒径分级效率；n1nn 各粒径微粒含量所占全体的比例。 4.1节给出部分效滤检测方法的效率值的对比，差异较大，因此提到效率，必须说明是什么方法测得的效率。与效率（穿透率）有关的一个指标称净化系数，为穿透率的倒数， ，表示经过滤器后微粒浓度降低的程度，也说明过滤前后浓度相差的倍数。,4.4 阻力过滤器初力主要由两部分组成
3、：滤料阻力和结构阻力，作为设备还有进出口阻力（很小），一般作为定值附加阻力不作讨论。 （1）滤料阻力纤维过滤器的阻力是由于气流通过纤维层时受到纤维迎风面的阻挡而形成的，涉及到过滤速度和纤维直径，当然与Re有关，由于df很小，v很小，cm量级，所以Re很小，一般在层流范围，我们常用气流受到的阻力实际是压强单位Pa，分析时还得从受力开始，单位长度的单根纤维当气流垂直流过时，这时其所受的压力也就是对气流形成的阻力，为气流动压与迎风面积的乘积再乘以阻力系数。N/m （4-10）,若滤料内纤维长度为L，则滤料所受力即为气流形成的阻力FL。 设滤料厚为H，面积为S， 填充率则单位面积上的阻力即我们习惯上称
4、的阻力（Pa）将4-10代入得（Pa）,P与v、H、 、及df有关，与C有关，而C本身可能与纤维排列方式， 、纤维表面形状及Re有关，需用实验方法确定具体值。经实验和理论推导得出具体表达式 Pa （4-15）为纤维断面形状系数， m2为实验指数，与纤维材料有关。 实际上每种纤维滤料的阻力值都是实测的，理论计算影响因素太多，与实测有出入。,（2）过滤器全阻力 由滤料的阻力公式可看出，阻力与滤速成正比。在滤速较低范围内呈直线关系，所以滤料阻力可写为（4-16）测滤料阻力与测过滤器阻力发现的问题：差值。结构阻力计为P2 ，阻力肯定与空气流速相对应，滤料对应的为滤速v，而隔板形成的通道（结构因素）对应
5、的是面速u。 因而 过滤器总阻力（4-18） 对不同的过滤器n值略有不同，1n0.3m某粒径的穿透率；d为0.3m的某一粒径。 仅适用于高效过滤器。该公式与实测结果较吻合。,对于效率较低的过滤器范围也可进行换算。效率值增加10%,4.7 过滤器的串联效率 在过滤器串联后总效率的计算若两个相同型号的过滤器串联运行时，由于它们过滤的粉尘的粒径不同，1和2是不同的，2n2nn ，即小粒径的微粒粒数多，粒数的比例大，而1 2 n1 ，所对应的粒径相当于最大穿透粒径dmax，而其它粒径微粒的比例，由于高效过滤器的效率高，一般n2 n2，n3n3, 而 n1+n2+nn-2=1 两式相比一、二两级的过滤效
6、率究竟能差别多大，表4-6给出一实际计算例子，按教材的计算结果，第二级的效率比第一级下降了0.041%，而穿透率确由0.045%升高到0.086%，增加近一倍。从串联的第二级开始效率已接近过滤器对最大穿透粒径的过滤效率，到第三级几乎仅剩dmax粒径微粒，其效率与第二级几乎相同，若再串联多级，从第二级以后，效率相同，对于空气洁净工程，由于两级高效过滤器串联后效率已经很高，而第二级过滤效率下降的影响又很小，所以多级过滤器串联总效率的公式能用，但我们应知道第二级过滤器效率略有下降这一实际情况。,（2）中效过滤器串联效率由于中效过滤器对小粒径微粒的过滤效率较低，而小粒径的微粒个数在大气尘中占绝大多数，
7、如大气尘中0.5m的微粒数占到91.68%，对计数效率而言，对小微粒的过滤效率决定其总效率，因而串联后第二级中效过滤器的效率与第一级差别很小，可以认为不变，公式 能用，仍用表4-6算例中的粒径分布，0.3m占46%，0.4m占20%，0.5m占34%，0.3=0.4，0.4=0.47, 0.5=0.54，可算得第一、二级一=0.46 ，二=0.458。但对于计重效率，总串联效率公式不适用，以两级为例，第二级效率会下降很大，因大于等于0.5m的微粒的总重占到99%，而5m的占80%，若用串联公式2需用新粒微分布情况下的效率值。,4.8 使用期限 （1）过滤器的寿命过滤器使用寿命，特别是高效过滤器
8、由于造价较高，其使用寿命的长短直接关系到空调净化系统的运行、维护费用。正常使用的过滤器其使用寿命是由积尘量决定的，达到容尘量时即到达使用期限。而积尘量是不易在运行中测得，是靠过滤器前后阻力即压差的变化来反映。一般情况下，当过滤器的终阻力等于初阻力的2倍时，即阻力增加了1倍时，即达到额定容尘量，过滤器使用寿命结束。 当过滤器前空气含尘浓度用N1mg/m3表示，过滤器效率为，额定处理风量为Q0m3/h，每天运行t小时，则一天积尘量为： g/d,达到容尘量P0所需的时间T0即为使用寿命（天） （4-24）一般情况过滤器特别是中效以上的过滤器所处理的空气都是室外新风与室内回风的混合空气，当大气含尘浓度
9、为M ，室内洁净级别以及新回风的比例已知，过滤器前的浓度N1可计算,（2）寿命和运行风量的关系P0一定y时，运行时间与运行风量成反比。T1为当风量低于额定风量运行时，达到容尘量时所用的时间更长（并不代表寿命），其寿命肯定增加。但增加量不能是简单比例关系，因为容尘量的达到是用终阻力来判断的，我们曾在介绍过滤器全阻力时给出公式 m=1.11.36，也可写成，实际为初阻力与风量的关系，终阻力肯定也是类似的形式，即过滤器阻力与风量的m次方成正比，m1，当在部分风量下运行时，过滤器达到了容尘量值g/m2，但其阻力还未达到终阻力。这时仍能继续使用一段时间，直到阻力达到终阻力值为止。,用K表示运行风量与额定风量之比，据日本学者的实测结果，而当K=0.5，即为额定风量一半时，达到终阻力的运行时数为额定风量下运行时数的3.4倍。公式4-264-29为根据实测曲线拟合的方程，其中4-27中的常数项应为23.86，是过滤器的初阻力值。利用4个公式，将K值的影响作为一参数得出一综合方程 （4-30）为过滤器工作过程的阻力与风量及运行时间的关系，当达到终阻力时，如H=2H0为常数，风量已知时K为常数，将T解出即为过滤器寿命T0，其解为下式，该公式是根据实测结果回归得到的应该有一定的普遍意义。,
