同樣是壓縮空氣過(guò)濾器,過(guò)濾效率為什么不一樣?壓縮空氣過(guò)濾器在壓縮空氣系統(tǒng)中,其主要作用就是濾除空氣中的各種污染物雜質(zhì),如:微塵、微生物顆粒、油霧、水霧及油泥等,以確保壓縮空氣的品質(zhì)滿足生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及作......
壓縮空氣過(guò)濾器在壓縮空氣系統(tǒng)中,其主要作用就是濾除空氣中的各種污染物雜質(zhì),如:微塵、微生物顆粒、油霧、水霧及油泥等,以確保壓縮空氣的品質(zhì)滿足生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及作為制氧、制炭系統(tǒng)等的一次氣源。
同時(shí),隨著人們節(jié)能環(huán)保的覺(jué)醒與強(qiáng)制的政策要求,使用高效節(jié)能環(huán)保型產(chǎn)品是用氣企業(yè)新的追求。那么,作為壓縮空氣輸送環(huán)節(jié)上的壓縮空氣必須經(jīng)過(guò)的過(guò)濾器,它的效率將影響整個(gè)壓縮空氣系統(tǒng)的效率,為此,我們簡(jiǎn)要分析影響纖維壓縮空氣過(guò)濾器效率的因素。因其是當(dāng)前壓縮空氣過(guò)濾器的主流濾材,大家可以以此類推到其他濾材效率的分析。
壓縮空氣過(guò)濾器的實(shí)際使用過(guò)程中,影響其過(guò)濾效率的因素有很多,我們分析微粒直徑、纖維粗細(xì)、過(guò)濾速度和填充率等幾項(xiàng)因素。
當(dāng)壓縮空氣中粒徑分散的微粒群通過(guò)纖維過(guò)濾器時(shí),在多種過(guò)濾機(jī)理的聯(lián)合作用下比較小的微粒由于擴(kuò)散作用先在纖維上沉積,隨著粒徑的由小至大,擴(kuò)散效應(yīng)逐漸減弱;比較大的微粒則在攔截和慣性作用下沉積,攔截和慣性效應(yīng)逐漸增加。但由于濾材本身的特點(diǎn)與過(guò)濾機(jī)理的局限性,不可能100%將所有尺寸粒徑的微粒全部過(guò)濾掉。
如圖1所示,首先擴(kuò)散效應(yīng)與攔截效應(yīng)有各自的微粒“捕集盲區(qū)”,它們一起作用時(shí)也有一個(gè)微粒“捕集盲區(qū)”即在這一點(diǎn)下粒徑的微粒過(guò)濾總效率是最小的,也就是這種微粒最不容易被過(guò)濾器所捕獲,即就具有最大的穿透率。
以前大家認(rèn)為這個(gè)點(diǎn)是“0.3μm”并以此為標(biāo)準(zhǔn)粒子作為高效過(guò)濾器的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn),但隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展,這個(gè)值并不是一個(gè)定值,而是隨著不同粒徑、不同過(guò)濾速度和不同性質(zhì)過(guò)濾都會(huì)影響這個(gè)值的變化。有可能變小至0.1μm,如圖2所示。
即使是微粒尺寸相同,處于不同相態(tài)的微粒對(duì)過(guò)濾效率有不同的影響。比如:過(guò)濾固態(tài)微粒比過(guò)濾液態(tài)微粒效率要高,但隨著濾速的增加,這種相態(tài)對(duì)效率的影響將逐漸減小。為什么相態(tài)會(huì)對(duì)微粒過(guò)濾效率產(chǎn)生影響呢?
1)固體微粒的凝聚現(xiàn)象較液態(tài)顯著;
2)電荷對(duì)固態(tài)微粒的影響比液態(tài)大;
3)固態(tài)微粒能明顯增加過(guò)濾器的負(fù)荷;
4)液態(tài)微粒捕集到纖維上時(shí)發(fā)生破損,可能分散成更微的微粒。
和具有最大穿透粒徑一樣,對(duì)于每一種過(guò)濾器也有最大穿透濾速,如圖3。
1)隨著濾速增加,擴(kuò)散效率下降;
2)隨著濾速增加,慣性效率上升;
3)隨著濾速增加,攔截效應(yīng)基本不變;
4)隨著濾速增加,總效率是先下降,然后上升,即有一個(gè)最低效率或最大穿透率的濾速存在。
因此,設(shè)計(jì)過(guò)濾器時(shí),要根據(jù)濾掉的主要粒徑范圍、纖維直徑、過(guò)濾面積和額定風(fēng)量大小一起考慮。
總而言之,同一直徑的纖維,最大穿透率下的濾速隨粒徑的減小而增大;同一粒徑的微粒,最大穿透率下的濾速隨纖維直徑的增加而增大。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),當(dāng)填充率提高后,纖維層密實(shí)了,慣性效率和攔截效率都會(huì)提高,但擴(kuò)散效率會(huì)下降,因纖維間的空氣流速更快了。同時(shí),阻力也會(huì)增加,雖然效率的增加要大于阻力的增加,但通過(guò)提高纖維填充率的方法來(lái)提升效率,是不可取的。
被過(guò)濾氣流溫度的提高,將使微粒的擴(kuò)散系數(shù)提高,這時(shí)亞微米微粒的擴(kuò)散效率得到提高。可溫度提高后,氣體粘性變大,從而使依靠重力效應(yīng)和慣性效應(yīng)的大微粒的沉積效率降低,同時(shí),也提高了過(guò)濾阻力。
被過(guò)濾氣體濕度提高后,將使微粒的穿透能力提高,從而降低了效率。濕度提高降低過(guò)濾器效率的另一個(gè)原因是,濕空氣使靜電效應(yīng)消失,布朗運(yùn)動(dòng)減弱,而使微粒容易被后續(xù)氣流夾帶繼續(xù)穿透。
被過(guò)濾氣流壓力的降低,導(dǎo)致氣流密度減小,空氣分子自由行程變大,從而使滑動(dòng)修正系數(shù)增加,結(jié)果擴(kuò)散系數(shù)和慣性系數(shù)增大,所以,擴(kuò)散效率及慣性效率都增大了。但對(duì)攔截效率的影響是不大的。在溫度與壓力同時(shí)增加時(shí),由于壓力的增加比溫度的增加對(duì)粘度的影響要大得多,所以慣性效率下降。
壓縮空氣是將常壓下的自然空氣經(jīng)過(guò)機(jī)械功的壓縮后,才形成的動(dòng)力能源,空氣在壓縮過(guò)程中,其溫度、濕度與壓力等特性將發(fā)生變化,同時(shí),混雜的油、水、塵埃等雜質(zhì)又不是恒定的,勢(shì)必對(duì)過(guò)濾器效率的影響不會(huì)是線性的,而是離散的。
為此,我們要堅(jiān)守基本的過(guò)濾原理,根據(jù)實(shí)際情況,充分考慮各種因素對(duì)其效率的影響,才能設(shè)計(jì)與生產(chǎn)出高效過(guò)濾器,才能幫助客戶解決問(wèn)題,得到客戶的認(rèn)可,從而促進(jìn)公司的發(fā)展。