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过滤器阻力的探讨--过滤器全阻力

发布时间:2021-02-02      点击次数:1821

对于一个过滤器来讲,滤料已定,则H、α、df、φ都已一定,所以总结公式为:

即对于一定的微粒,在相当大的滤速范围内滤料的阻力和滤速的一次方成正比,A是结构系数,反映纤维层的结构特征。下图是中国建筑科学研究院空气调节研究所对几种纤维制造的滤纸做的阻力与滤速的关系的实验结果。

粗效滤料阻力和滤速关系:

粗效滤料阻力和滤速关系:

亚高效滤料阻力和滤速关系:

这些图中的“正面”和“背面”,一般是正面纤维较松较粗。粗效滤料本来纤维就粗,纤维间就很松,所以正面、背面差别也不大。中效略有差别,背面纤维较密,背面纤维较密,对气流有一定干扰作用。这里的亚高效过滤器用的滤纸不是单一的丙纶纤维滤纸,而是由预过滤层、主过滤层和增强纱网三层组成。当增强网处于迎风或背风面时,防止滤料拉伸变形的作用显然不同,所以表现在阻力上有些差异,对于无增强网的常规丙纶纤维滤纸,自然看不出这个差异了。从以上图中可见:对于高效滤料,ν至少在0.m/s以下;对于亚高效滤料,ν约在0.5m/s以下;对于中效滤料,ν约在0.8m/s以下;对于粗效滤料,v约在1.2m/s以下。
这四种情况均有

超过以上速度界*,上述关系仍近似存在。
作为过滤器的全阻力,除了滤料阻力,还要附加一个过滤器结构阻力(其中进出口阻力只占很小比例)。有一种看法,认为结构阻力除和过滤器固有构造有关外,也受滤料性能影响,这可能和滤料透过性能会影响过滤器气流通道中的气流状态从而影响到结构阻力有关。这一看法尚需更多实验的佐证。实验证明,结构阻力和气流速度的关系已不是直线关系。这里可以指出非直线关系的主要原因:气流通过过滤器框架,例如通过高效过滤器的分隔板等结构时,是以面风速µ为代表的,一般达到m/s的量级,比通过滤层时的滤速要大得多。而且气流所遇到的构件的结构尺寸远比纤维径大得多,所以此时是在大的Re值(一般Re>1)条件下,惯性力不能忽略,气流特性已不是层流了。这样,阻力和速度将不成直线关系,而是和µn成正比,因而过滤器结构阻力可写成

式中,B是过滤器结构阻力系数。过滤器全阻力是

显然,不同的过滤器有不同的A、B值。对于国产GB-01型高效过滤器的一个实例,实验
得到n=1.37
若以滤速ν来统一表示,全阻力可写成

对于国产高效过滤器,C约为3~10,m为1.1~1.36。

上图是国产高效过滤器实验所得的阻力曲线之一。
下面三个图是另外三种高效过滤器产品的阻力曲线,可见对于高效过滤器,当ν≯3cm/s,即一般比额定风量大得不多时,m值略大于1,即阻力和通过风量的关系如近似看成直线关系,误差也不大。
A型高效过滤器风量(滤速)-阻力曲线

C型高效过滤器风量(滤速)-阻力曲线

K型高效过滤器风量(滤速)-阻力曲线



 

 




 

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