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过滤器阻力的计算方式及建议值

发布时间:2021-08-09      点击次数:6344

空气过滤器的阻力是由两部分组成的:一是滤料的阻力,二是过滤器结构的阻力。纤维过滤器的滤料阻力是由气流通过纤维层时迎面阻力造成的,该阻力的大小与在纤维层中流动的气流状态有关,一般情况下纤维层中的气流为层流,因为纤维极细,滤速很小,故雷诺数Re也很小。根据理论计算、实验数据的研究分析,文献中给出了多种滤料的阻力表达公式,其中较为简单的如下式:
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式中,µ为动力黏度,Pa.s

   ν为滤料的滤速,m/s
   H为滤料的厚度,m
   α为充填率,%
   df为纤维的直径,m
   m2为与df有关的系数
  φ为纤维的断面形状系数
对于一个给定的过滤器,其滤料已经确定,则H、α、m2、df、φ都是一定的,可以将公式简写为:
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对于给定微粒,在相当的滤速范围内,滤料阻力与滤速成正比,上式中A为结构系数,它与纤维层的结构特性有关。
下图是中国建筑科学研究院空调研究所得出的几种滤纸(布)的阻力与滤速关系的实验结果。

a2.png
纤维过滤器的结构阻力是气流通过有过滤器的滤材和支撑材料构成的通路时产生的,以面风速为代表,一般达到m/s的量级,它通常比通过过滤层时的滤速要大,此时的Re较大,气流特性已不是层流,阻力与速度不是直线关系,过滤器结构阻力Δp2可由下式表达:

a4.png

式中,B为实测的阻力系数
   u 为过滤器的面风速,m/s

   n为系数,一般由实验得出,对于国产过滤器,n为1~2
纤维过滤器的全阻力可由下式表示:
a5.png
若以滤速来表示,全阻力可由下式表示:
a6.png
式中,ν为过滤器滤速,m/s
    C,m为系数

对于国产高效空气过滤器,C值在3~10之间,m在1.1~1.36之间。下图是对国产高效空气过滤器实验所得阻力曲线之一。a7.png
空气过滤器的初阻力是指新制作的过滤器在额定风量状态下的空气流通阻力。空气过滤器在某一风量下运行,其流通阻力随着积尘量的增加而增大,下图表示的是随着积尘量的增加,过滤器阻力变化的趋势,从图中可见多数呈抛物线形。一般当积尘量达到某一数值时,阻力增加较快,这时应更换或清洗过滤器,以确保净化空调系统的经济运行。
a8.png
新过速器阻力称“初阻力",对应过滤器报废的阻力值称“终阻力"。设计时,需要一个有代表性的阻力值,这一阻力值称为“设计阻力",一般方法是取初阻力与终阻力的平均值。多数情况下,过滤器的终阻力是初阻力的2~4倍。下表给出了一些建议的终阻力。过滤器达到终阻力,就需要更换过滤器,可以在每个过滤段安装阻力检测装置来判断,比如采用压差计。a9.png







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