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纤维空气过滤器过滤理论的研究与发展
资料来源:广州启绿空气净化设备有限公司   日期:2011-03-18   人气:   标签:

    空气过滤器的过滤材料内杂乱交织的纤维层在允许气流通过的同时把灰尘拦住。捕集微粒的作用有拦截效应、惯性效应、扩散效应、重力效应和静电效应等。在一个纤维过滤器内,微粒被捕集可能由于所有机理的作用,也可能由于一种或某几种机理的作用,这要根据微粒的尺寸、密度、纤维粗细、纤维层的填充率、气流速度等条件决定。
    过滤理论特别是空气过滤理论的研究早在l9世纪已经开始,过滤理论由早期的经典过滤理论发展到现代过滤理论及微孔过滤理论,纤维空气过滤器过滤理论的研究与发展。
     对微细颗粒运动规律的最早认识是在l9世纪初期,植物学家Brown观察了微细颗粒悬浮在液体中的运动(即布朗运动);1922年,Freundlich发展了对气溶胶过滤规律的认识,提出在0~0.2 LLm半径范围内气溶胶颗粒存在最大渗透率;1 931年,Albrecht率先对气流通过单一圆柱纤维运动进行了研究,建立了
Albrecht理论,随后Sell对其进行了必要的改进。1936年,Kaufmann首先把布朗运动和惯性沉淀的概念一同应用到纤维过滤理论中,推导出过滤作用的数学公式;1942年,Langmuir继续对过滤理论进行研究,认为过滤是截留和扩散的集合,而惯性粒子在过滤纤维上的沉淀是可以忽略的。
      1952年,Davies把扩散、截留和惯性3种机制结合起来并用公式表示出来[5/,从而建立了新的过滤理论——孤立纤维理论;1958年Friedlanderto及1967年Yoshioka发展了独立纤维理论,他们对较大雷诺数情况下颗粒的惯性、扩散沉积及重力效应和过滤器阻塞现象进行了研究和总结;1967年,Pickaar和Clarenburg试图提出一个纤维过滤器微孑L结构的数学理论;1987年Pich及1993年Brown在其专著中描述了过滤理论的最新发展。
现代过滤理论证明了惯性沉淀的正确性和最大穿透力粒子的存在,认为过滤效率是截留效应、布朗扩散效应、重力效应、沉淀效应与压力效应的集合;过滤过程中可能存在的机理有拦截、惯性碰撞、扩散、静电效应、库仑吸引排斥、映像力、电泳力及沉淀(重力)。现代过滤理论中具有代表性的是Davies的过滤理论
与Kuwarbara的流场分布。
     1992年,Payet、Gougeon和Attoui考虑了气体在单一纤维上的滑动,对经典理论引入修正系数,使得理论与实验数据更好地吻合。1995年,Rosnert提出分散在单一纤维体表面的颗粒以不规则的分布和常常形成树枝状结构为特征,建立了最新改善的理论和颗粒在单一纤维体上的空间分布[91。利用此理论和计算程序可预测颗粒的沉积。
2001年,Thomas等对过滤器在产生阻塞的情况下进行了空气过滤的理论与实验研究,提出了过滤器在滤饼存在的情况下,过滤效率及压力损失的计算模型。近几年来,国外许多学者对空气过滤器在积尘情况下的效率性能及滤饼的形成和机理进行了理论实验及模拟研究,取得了一定的成果[8-11]。过滤理论的研究尚不完善,国内有关过滤机理的研究文献比较少,不同结构过滤器的捕集效率和压力损失的理论计算,过滤器的负荷特性对捕集效率及压力损失的影响及滤料的结构特性对捕集效率及压力损失的影响等问题,都有待研究解决。因此,过滤理论的进一步研究对空气过滤技术的发展具有重大意义和实用价值。
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