探讨过滤器的设计效率

国内外空气洁净度的级别，主要是以单位容积空气中≥0.5um的微粒数量来衡量的，而各类过滤器又是以某一特定粒径的效率为其代表效率的。因此，在空气洁净技术的有关设计工作中，就需要把这些特定粒径的效率换算成对≥0.5um的微粒的效率。
对于高效过滤器，其鉴定或出厂效率都是以0.3um单分散微粒的效率来衡量。为了换算对≥0.5um微粒的效率，首先要知道0.5um的效率，根据有关实验数据计算，得出一个高效过滤器穿透率和粒径的经验式，即：

式中，K1、K2为0.3um微粒和大于0.3um的某粒径微粒穿透率；
d_0.3、d为0.3um粒径和大于0.3um的某一粒径。
国内外规定的高效过滤器效率测定方法虽然不同，但结果和0.3um计数效率大致接近，一般把对0.3um的效率作为常规高效过滤器效率的基准，所以由上面公式计算出高效过滤器0.3um效率和0.5um效率的关系，如下图参考。可见两者的结果是接近的。图中的效率η均以小数来表示。
高效过滤器效率和粒径的关系（计算结果）

高效过滤器效率和粒径的关系（文献结果）

根据以上曲线，可以得出≥0.5um微粒的效率，见下表：

根据《高效空气过滤器》（GB13554-92），钠焰法3个9～4个9的效率即为高效过滤器，此时对0.3um微粒计数效率约为0.999，则从上表可见，此时对≥0.5um微粒的效率达到0.999975。由于实际上的效率均高于级别下限值，所以凡是常规高效过滤器，对于≥0.5um微粒的效率可按5个9即0.99999计算。
用上述效率换算方法，检验净化设备中的高效过滤器的实测值，得到比较一致的结果。对于这个问题，认为具有0.9995效率（对0.3um）的高效过滤器对≥0.5um微粒将有0.99999的效率。如果按前述方法换算，则当对0.3um微粒的效率为0.9995时，对0.5um微粒的效率将达0.999992。
国产中效过滤器有玻璃纤维中效过滤器和泡沫塑料中效过滤器，现在常用的是无纺布中效过滤器，这实际上是一种纤维毡式过滤器。≥
中效过滤器效率和粒径的关系如下：

下图统计国内外一些玻璃纤维过滤器和泡沫塑料过滤器实测数据，可见0.5um的效率和0.3um的效率或者≥0.5um的效率和≥0.3um的效率，均相差很小，这是因为此类中效过滤器的过滤机理对于小微粒的差别反映不大。


从图中可以看出，在η＜0.8时有以下近似关系：