洁净技术讲稿1-358271.pptx

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1、空空 气气 洁洁 净净 技技 术术空气洁净技术空气洁净技术课程性质：选修课程性质：选修 2 2学分学分空气洁净技术：指除去空气中的污染物质，控制房间空气洁净技术：指除去空气中的污染物质，控制房间或空间内空气达到洁净要求的技术。或空间内空气达到洁净要求的技术。空气中的污染物：粉尘、烟雾、微生物、花粉等。空气中的污染物：粉尘、烟雾、微生物、花粉等。现代科学与工业产生技术的发展，对空气洁净度提出现代科学与工业产生技术的发展，对空气洁净度提出严格要求，现代生物医学的发展，对空气中细菌数量严格要求，现代生物医学的发展，对空气中细菌数量的控制要求。的控制要求。本课程教学目标：掌握、了解空气洁净技术的基本原

2、本课程教学目标：掌握、了解空气洁净技术的基本原理、理论及其应用，为工程实践应用打下基础。理、理论及其应用，为工程实践应用打下基础。选用教材：许钟麟著，空气洁净技术原理，原书选用教材：许钟麟著，空气洁净技术原理，原书共共1616章，选编其中章，选编其中1111章（课时、成本），专著与教材章（课时、成本），专著与教材有区别。有区别。考核方式：开卷考核方式：开卷/闭卷结合闭卷结合空气洁净度的意义l加工的精密化l产品的微型化l产品的高纯度l产品的高可靠性洁净室技术的发展l 第一，朝鲜战争中美国发现其大量电子仪器失灵，返修率甚高，最后终于找到主要原因在于灰尘作怪，这促成了掐净室技术的起步。l 第二，19

3、57年苏联第一颗人造卫星上天后，刺激美国加速发展宇航事业，特别是阿波罗号登月，不仅精密机械加工和电于控制仪器要求净化。l而且为了从月球带回岩石，对容器、工具的洁净度有严格要求，其加工环境必须超净，因而动洁净室技术和设备的大发展，出现了层流技术和百级洁净室，出现了第一个洁净室标准。l 第三，1970年1K位的集成电路进入大生产时期，中国不久也开始集成电路会战，使洁净室技术得以腾飞l日本从60年代初到70年代空气洁净技术产品迅猛发展，1971年突然急剧降到低谷，但次年又突然飞速发展起来。l这还和药品生产对洁净室的需求进入新阶段有关，因为L969年世界卫生组织正式制订了GMP(药品生产质量管理规范)

4、。l第四，80年代大规模和超大规模集成电路的发展进一步促进空气洁净技术的发展。l第五，即90年代，世界范围的沾海室技术将依探什么动力再发展?l生物洁净室与工业洁净室l(1)超大规模集成电路生产取得了新发展l(2)海湾战争使人们认识到电子技术的极端重要性，可以说，洁净室技术是电子尖端技术的一大支柱。洁净室建设在我国的发展l从军工走向民用制药医疗、食品l从高精走向普及l从国内走向国外1 1 微粒及其分布特性微粒及其分布特性 空气洁净技术所要对付的主要对象是空气中悬浮空气洁净技术所要对付的主要对象是空气中悬浮的微粒，而微粒分散于气态介质则形成气溶胶。的微粒，而微粒分散于气态介质则形成气溶胶。气溶胶：

5、悬浮于气体介质中，粒径范围为气溶胶：悬浮于气体介质中，粒径范围为0.00110000.0011000m的固体、液体小粒子形成的胶溶状的分的固体、液体小粒子形成的胶溶状的分散体系。散体系。国际标准化组织给出了更概括的表达形式：气溶国际标准化组织给出了更概括的表达形式：气溶胶是指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体胶是指沉降速度可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。和液体粒子在气体介质中的悬浮体。我们通常就生活在气溶胶中，组成气溶胶的微粒我们通常就生活在气溶胶中，组成气溶胶的微粒称为分散相，气态介质称为分散介质。称为分散相，气态介质称为分散介质。本门课中的微粒系指

6、组成气溶胶的微粒。本门课中的微粒系指组成气溶胶的微粒。1.1 1.1 微粒的分类微粒的分类（1 1）按微粒的形成方式分类：）按微粒的形成方式分类：1 1）分散性微粒：可以是固态或液态。）分散性微粒：可以是固态或液态。2 2）凝凝集集性性微微粒粒：由由许许多多更更细细小小的的粒粒子子凝凝结结或或松松散散的的组合体。组合体。（2 2）按微粒的来源分类）按微粒的来源分类无机性微粒；无机性微粒；有机性微粒；有机性微粒；有生命微粒有生命微粒（3 3）按按微微粒粒大大小小分分类类：气气溶溶胶胶1010-3-3m103m范范围围很很宽分三档：宽分三档：1 1）可见微粒）可见微粒 10 10m；2）显微微粒（

7、普通显微镜可见显微微粒（普通显微镜可见0.25100.2510m）；）；3）超超显显微微微微粒粒 超超显显微微镜镜或或电电子子显显微微镜镜下下可可见见 0.250.20.2 为为高高填填充充率率深深层层过过滤滤器器，净净化化用用的的有有高高效效厚厚层层滤滤纸纸，以以及及孔孔径径很很小小的的微微孔孔滤滤膜膜，0.2100100，扩扩散散效效应应会会引引起起拦拦截截效效应应的的增增加，这时拦截效率扩大为加，这时拦截效率扩大为3 3）总捕集率总捕集率（6 6）纤维干涉的影响和修正方法）纤维干涉的影响和修正方法 孤孤立立单单根根纤纤维维对对微微粒粒的的捕捕集集效效率率是是在在作作了了一一系系列列假假定

8、定的的条条件件下下得得出出的的，实实际际过过滤滤器器中中的的纤纤维维分分布布很很复复杂杂，对对单单根根纤纤维维的的过过滤滤效效率率要要进进行行纤纤维维干干涉涉的的修修正正，注注意意：还还是是单单根根纤纤维维的的效效率率！纤纤维维间间的的干干涉涉影影响响随随填填充充率率的的增增大大而而增增大大，所所以以，填填充充率率是是修修正正系系数数的的组组成成部分。部分。教教材材介介绍绍了了4 4种种修修正正方方法法，对对实实际际而而言言，最最易易计计算算最最接近实际的是我国学者陈家镛提出的公式接近实际的是我国学者陈家镛提出的公式 为前面给出的总效率。为前面给出的总效率。单根纤维的过滤效率在实际中没有用处，

9、但给计单根纤维的过滤效率在实际中没有用处，但给计算过滤器总的效率打下基础。算过滤器总的效率打下基础。3.5 3.5 计算纤维过程器总效率的对数穿透定律计算纤维过程器总效率的对数穿透定律（1 1）对数穿透定律）对数穿透定律 为为讨讨论论方方便便需需做做一一些些假假定定：纤纤维维为为单单一一直直径径，均均匀匀分分布布垂垂直直于于气气流流方方向向，过过滤滤前前气气流流中中微微粒粒浓浓度度为为N0，速速度度v，过过滤滤后后气气流流中中微微粒粒浓浓度度为为N。取取一一单单元元体体积积，面面积积S，沿沿气气流流方方向向厚厚dh，通通过过单单元元体体积积后后气气流流微微粒粒浓浓度度变变化化为为dN，则则单单

10、位位时时间间经经过过单单元元体体积积滤滤料料后后减减少少的的微微粒粒数数为为-vSdN，位位长长度度长长单单根根纤纤维维的的捕捕集集效效率率计计算算已解决，其值已解决，其值 ,那么它能捕集的微粒数目是那么它能捕集的微粒数目是推导推导:上式称为过滤器的对数穿透定律，对数穿透率上式称为过滤器的对数穿透定律，对数穿透率lgK与与填充率、厚度成反比，是讨论过滤器效率的一个最基填充率、厚度成反比，是讨论过滤器效率的一个最基本的定律。本的定律。可以看出，可以看出，、H、df确定之后确定之后K即为定值，即过滤器即为定值，即过滤器的效率与初始浓度无关，实验结果也证实了对数穿透的效率与初始浓度无关，实验结果也证

11、实了对数穿透定律的正确性。定律的正确性。l（2）对数穿透定律的适用性）对数穿透定律的适用性l对数穿透定律在推导过程中实际上还沿用了孤立单根对数穿透定律在推导过程中实际上还沿用了孤立单根纤维过滤效率的一些假定，但实际过滤器并不符合这纤维过滤效率的一些假定，但实际过滤器并不符合这些条件，需要明确其适用范围。些条件，需要明确其适用范围。l 1)厚度的影响厚度的影响l实验表明，厚度实验表明，厚度H在一定范围内，对数穿透定律成立，在一定范围内，对数穿透定律成立，具体量化，令具体量化，令l为纤维间距离，则为纤维间距离，则H/l为名义层数。为名义层数。lH/l500时，对数穿透定律成立。时，对数穿透定律成立

12、。l 2)填充率的影响填充率的影响l实验表明，实验表明，小于小于0.25时，对数穿透定律成立，而时，对数穿透定律成立，而 大大于于0.25时不能成立，而一般高效滤纸，对数穿透定律时不能成立，而一般高效滤纸，对数穿透定律可用。可用。l3.6 影响纤维过滤效率的因素影响纤维过滤效率的因素l过滤器对数穿透定律过滤器对数穿透定律l或过滤效率或过滤效率l可以看出其影响因素主要为纤维的粗细可以看出其影响因素主要为纤维的粗细df，填充率填充率l，还有含在，还有含在 中的拦截参数中的拦截参数 ，惯性参，惯性参l数数 ，影响因素即微粒粒径，影响因素即微粒粒径dp和过滤速和过滤速l度度v，还有一些次要因素：还有一

13、些次要因素：（1 1）微粒粒径的影响）微粒粒径的影响 最主要的影响因素，对最主要的影响因素，对扩散效应而言，粒径越小，扩散效应而言，粒径越小，效率越高，随着粒径增加，效率越高，随着粒径增加，扩散效率逐渐减小，对于扩散效率逐渐减小，对于拦截效应和惯性效应而言，拦截效应和惯性效应而言，粒径由小到大变化，惯性粒径由小到大变化，惯性拦拦截截效效率率逐逐渐渐增增加加，那那么么总总的的过过滤滤效效率率随随着着粒粒径径从从小小到到大大变变化化必必然然有有一一个个转转折折点点，即即最最低低效效率率点点，在在该该点点穿穿透透率率最最大大，称称最最大大穿穿透透率率计计为为Kmax，所所对对应应的的粒粒径径计计为为

14、dmax，称称最最大大穿穿透透粒粒径径。实实验验研研究究表表明明，dmax不不是是定定值值，受受微微粒粒的的性性质质、纤纤维维的的性性质质、过过滤滤速速度度、填填充充率率等等因因素素的的影影响响，对对于于纤纤维维层层过过滤滤器器而言而言dmax的范围在的范围在0.10.40.10.4m之间。之间。最最大大穿穿透透粒粒径径dmax是是评评价价过过滤滤器器的的一一个个十十分分重重要要的的参参数数，对于其应用：对于其应用：1 1）测测过过滤滤器器效效率率就就应应该该用用具具有有该该粒粒径径的的单单分分散散相相微微粒粒或或者者用用平平均均直直径径接接近近dmax的的多多分分散散微微粒粒，这这样样获获得

15、得的的效效率率值值才才是是过过滤滤器器最最起起码码的的效效率率值值，对对捕捕集集其其它它粒径的微粒效率更高。粒径的微粒效率更高。2 2）由由于于存存在在dmax使使得得过过滤滤器器对对微微粒粒的的过过滤滤有有选选择择性，对于过滤器串联的效率计算有影响。性，对于过滤器串联的效率计算有影响。（2 2）微粒种类的影响）微粒种类的影响主主要要指指相相态态的的影影响响，实实验验表表明明，过过滤滤器器对对固固态态微微粒粒要要比比相相同同粒粒径径的的液液态态微微粒粒的的效效率率高高，随随着着过过滤滤速速度度的的增增加加，这这种种相相态态差差别别对对效效率率的的影影响响逐逐渐渐减减小小。相相态态之之间间过滤效

16、率差别的可能原因如下：过滤效率差别的可能原因如下：1 1）固固态态微微粒粒的的凝凝聚聚现现象象较较液液态态显显著著，在在过过滤滤时时凝凝聚聚的的粒径增大，效率自然要高。粒径增大，效率自然要高。2 2）电电荷荷对对固固态态微微粒粒的的影影响响较较液液态态大大，相相当当于于对对固固态态微微粒粒的的过过滤滤过过程程增增加加了了一一个个静静电电效效应应，尽尽管管很很弱弱，也也有有影响。影响。3 3）固固态态微微粒粒被被捕捕集集后后有有明明显显的的集集尘尘效效果果，能能使使效效率率提提高。高。4 4）液液态态微微粒粒被被捕捕集集到到纤纤维维上上时时发发生生破破损损，有有的的形形成成更更小的液态微粒穿过过

17、滤器。小的液态微粒穿过过滤器。5 5）固固态态微微粒粒多多为为不不规规则则形形态态，而而液液态态多多为为球球形形，球球形微粒穿透率大。形微粒穿透率大。6 6）测试实验误差。）测试实验误差。由由于于在在粒粒径径相相同同情情况况下下，滤滤料料对对液液态态粒粒子子的的过过滤滤效效率率小小于于等等于于固固态态粒粒子子，那那么么用用液液态态粒粒子子做做实实验验偏偏于于安安全，所以用全，所以用DOP测效率很普遍。测效率很普遍。（3 3）微粒形状的影响）微粒形状的影响 球球形形微微粒粒与与纤纤维维的的接接触触面面最最小小，而而不不规规则则形形状状的的微微粒粒接接触触面面大大，因因而而球球形形微微粒粒的的穿穿

18、透透率率最最大大，所所以以进进行行过过滤滤器器效效率率测测试试的的尘尘源源大大多多用用球球形形微微粒粒，其其测测出出的的效效率偏于安全。率偏于安全。（4 4）纤维粗细和断面形状的影响）纤维粗细和断面形状的影响理理论论和和实实验验研研究究均均表表明明，纤纤维维直直径径减减小小，捕捕集集效效率率提提高高，纤纤维维的的断断面面形形状状对对过过滤滤效效率率的的影影响响不不大大，可可以以忽忽略，但对阻力有一定影响。略，但对阻力有一定影响。（5 5）过滤速度的影响）过滤速度的影响由由于于过过滤滤器器捕捕集集微微粒粒主主要要是是三三种种效效应应在在起起作作用用，其其相相应应的的效效率率均均与与过过滤滤速速度

19、度相相关关，其其总总效效率率随随着着速速度度的的增增加加，先先下下降降然然后后上上升升，类类似似于于最最大大穿穿透透粒粒径径的的概概念念，有一个最低效率或最大穿透率的滤速。有一个最低效率或最大穿透率的滤速。实实验验表表明明最最低低效效率率的的滤滤速速与与纤纤维维的的粗粗细细和和所所过过滤滤的的微微粒粒的的粒粒径径相相关关，具具体体地地说说，对对应应于于最最低低效效率率或或最最大大穿穿透透率率的的滤滤速速，对对于于同同一一直直径径的的纤纤维维，该该滤滤速速随随粒粒径径的的减减小小而而增增大大，对对于于同同一一粒粒径径的的微微粒粒，最最大大穿穿透透率率的的滤滤速速则则随随纤纤维维直直径径的的增增加

20、加而而增增大大。注注意意：是是最最大大穿穿透透率的滤速。率的滤速。在在较较低低的的滤滤速速范范围围内内0.10.1m/s，对对较较小小的的微微粒粒如如dp=0.5m，过过滤滤效效率率随随着着滤滤速速的的减减小小而而升升高高，即即穿穿透透率率随随滤滤速速减减小小而而降降低低，而而且且粒粒径径越越小小越越显显著著，其其原原因因是是扩扩散散效效应应起起主主要要作作用用，在在某某些些纤纤维维穿穿透透率率随随滤滤速速的的减小而降低，甚至有较明确的函数关系。减小而降低，甚至有较明确的函数关系。（6 6）纤维填充率的影响）纤维填充率的影响 提提高高过过滤滤器器的的填填充充率率可可以以提提高高过过滤滤效效率率

21、，但但分分解解开开来来看看的的提提高高对对惯惯性性效效率率和和拦拦截截效效率率都都有有较较大大幅幅度度的的提提高高，但但对对扩扩散散效效率率却却略略有有降降低低，这这是是7070年年代代前前苏苏联联一一学学者者的的实实验验成成果果，其其原原因因是是由由于于，使使纤纤维维间间的的流流速速加加快快，因因而而是是导导致致扩扩散散效效率率下下降降，但但总总效效率率是是要要提提高高的的，由由于于阻阻力力与与速速度度的的平平方方成成正正比比，所所以以由由所所造造成成纤纤维维间间v 而而造造在在阻阻力力的的上上升升远远比比效效率率的的提提高高幅幅度度大大，靠靠使使不合算不合算。（7）气流参数的影响（温度、湿

22、度、压力）气流参数的影响（温度、湿度、压力）按一般情况温度上升使微粒扩散系数提高，按一般情况温度上升使微粒扩散系数提高，因而对小微粒的扩散效率提高，但对以惯性、拦截效因而对小微粒的扩散效率提高，但对以惯性、拦截效应为主的较大微粒的过滤效率由于粘性变大而下降。应为主的较大微粒的过滤效率由于粘性变大而下降。而实验表明，湿度增加却使得效率要降低。而实验表明，湿度增加却使得效率要降低。气流压力的降低会使扩散和惯性效率增加，因而总效气流压力的降低会使扩散和惯性效率增加，因而总效率增加，但就净化空调所涉及的空气，其上述参数变率增加，但就净化空调所涉及的空气，其上述参数变化范围很小，不会带来影响。化范围很小

23、，不会带来影响。（8）容尘量的影响）容尘量的影响 提法：称提法：称积尘积尘量更合适，是过程值，单位面积量更合适，是过程值，单位面积上积尘的多少，而不是指额定值（最大值）上积尘的多少，而不是指额定值（最大值）过滤器的效率随着积尘的增加而提高，这早已被实验过滤器的效率随着积尘的增加而提高，这早已被实验所证实，有人为了能确切地进行计算还建立了数学模所证实，有人为了能确切地进行计算还建立了数学模型。尽管容尘后过滤效率提高，而且容尘后过滤器运型。尽管容尘后过滤效率提高，而且容尘后过滤器运行所处的第二阶段（不稳定阶段）又较长，但我们所行所处的第二阶段（不稳定阶段）又较长，但我们所说的过滤效率均指未容尘时的

24、效率。说的过滤效率均指未容尘时的效率。4.空气过滤器的特性空气过滤器的特性 在空气净化系统中，空气过滤器是核心设备，因在空气净化系统中，空气过滤器是核心设备，因而有必要对其特性全面地了解。而有必要对其特性全面地了解。4.1 空气净化系统中过滤器的作用和分类空气净化系统中过滤器的作用和分类 表表4-1是我国国家标准对过滤器进行分类，共分是我国国家标准对过滤器进行分类，共分5档，分别为粗、中、高中、亚高和高效，其中高效中档，分别为粗、中、高中、亚高和高效，其中高效中又分了又分了ABCD4档，分类的指标基准为额定风量效率和阻档，分类的指标基准为额定风量效率和阻力，其中在注的一栏注明测试所用的气溶胶种

25、类即用力，其中在注的一栏注明测试所用的气溶胶种类即用什么方法测出的效率，那么如何判别其高低，一般讲什么方法测出的效率，那么如何判别其高低，一般讲DOP法、钠焰法、油雾法和计数法（粒径为法、钠焰法、油雾法和计数法（粒径为0.3m）的）的效率值基本上可比。效率值基本上可比。方法方法 DOP发发 比色法比色法 人工尘计重法人工尘计重法 99.97 100 100 效效 95 99 100 8085 9397 100 率率 5060 8085 99 2030 4555 96 1520 3035 92 国外也有用统一的测试标准分类的国外也有用统一的测试标准分类的 名名称称 计计数数效效率率（%）阻力（阻

26、力（Pa）（对粒径为（对粒径为0.30.3m的尘粒）的尘粒）粗粗 效效 过过 滤滤 器器 20 F，对对于于高高效效过过滤滤器器甚甚至至为为几几十十倍倍，因因而而u、v差差异甚大。异甚大。4.3 4.3 效率效率 与与通通风风中中除除尘尘器器的的效效率率，穿穿透透率率的的概概念念完完全全一一样样，不不再再叙叙述述，这这里里分分级级效效率率与与总总效效率率的的关关系系有有一一新新表表达达方式。方式。各粒径分级效率；各粒径分级效率；各各粒粒径径微微粒粒含含量量所所占占全全体体的的比例。比例。4.14.1节节给给出出部部分分效效滤滤检检测测方方法法的的效效率率值值的的对对比比，差差异异较较大，因此提

27、到效率，必须说明是什么方法测得的效率。大，因此提到效率，必须说明是什么方法测得的效率。与效率（穿透率）有关的一个指标称净化系数，为与效率（穿透率）有关的一个指标称净化系数，为穿穿透透率率的的倒倒数数，表表示示经经过过滤滤器器后后微微粒粒浓浓度降低的程度，也说明过滤前后浓度相差的倍数。度降低的程度，也说明过滤前后浓度相差的倍数。4.4 4.4 阻力阻力过过滤滤器器初初力力主主要要由由两两部部分分组组成成：滤滤料料阻阻力力和和结结构构阻阻力力，作作为为设设备备还还有有进进出出口口阻阻力力（很很小小），一一般般作作为为定定值值附附加阻力不作讨论。加阻力不作讨论。（1 1）滤料阻力）滤料阻力纤纤维维过

28、过滤滤器器的的阻阻力力是是由由于于气气流流通通过过纤纤维维层层时时受受到到纤纤维维迎迎风风面面的的阻阻挡挡而而形形成成的的，涉涉及及到到过过滤滤速速度度和和纤纤维维直直径径，当当然然与与Re有有关关，由由于于df很很小小，v很很小小，cm量量级级，所所以以Re很很小小，一一般般在在层层流流范范围围，我我们们常常用用气气流流受受到到的的阻阻力力实实际际是是压压强强单单位位Pa，分分析析时时还还得得从从受受力力开开始始，单单位位长长度度的的单单根根纤纤维维当当气气流流垂垂直直流流过过时时，这这时时其其所所受受的的压压力力也也就就是是对对气气流流形形成成的的阻阻力力，为为气气流流动动压压与与迎迎风风

29、面面积积的的乘乘积再乘以阻力系数。积再乘以阻力系数。N/m （4-10）若若滤滤料料内内纤纤维维长长度度为为L，则则滤滤料料所所受受力力即即为为气气流流形形成成的的阻力阻力FL。设滤料厚为设滤料厚为H，面积为面积为S，填充率填充率则单位面积上的阻力即我们习惯上称的阻力则单位面积上的阻力即我们习惯上称的阻力 （Pa）将将4-104-10代入得代入得 （Pa）P与与v、H、及及df有有关关，与与C有有关关，而而C本本身身可可能能与与纤纤维维排排列列方方式式，、纤纤维维表表面面形形状状及及Re有有关关，需需用用实实验验方方法法确确定定具具体体值值。经经实实验验和和理理论论推推导导得得出出具具体体表表

30、达式达式Pa（4-15）为为纤纤维维断断面面形形状状系系数数，m2为为实验指数，与纤维材料有关。实验指数，与纤维材料有关。实实际际上上每每种种纤纤维维滤滤料料的的阻阻力力值值都都是是实实测测的的，理理论论计计算算影响因素太多，与实测有出入。影响因素太多，与实测有出入。（2 2）过滤器全阻力）过滤器全阻力由由滤滤料料的的阻阻力力公公式式可可看看出出，阻阻力力与与滤滤速速成成正正比比。在在滤滤速速较较低低范范围内呈直线关系，所以滤料阻力可写为围内呈直线关系，所以滤料阻力可写为（4-164-16）测测滤滤料料阻阻力力与与测测过过滤滤器器阻阻力力发发现现的的问问题题：差差值值，结结构构阻阻力力计计为为

31、P2，阻阻力力肯肯定定与与空空气气流流速速相相对对应应，滤滤料料对对应应的的为为滤滤速速v，而而隔板形成的通道（结构因素）对应的是面速隔板形成的通道（结构因素）对应的是面速u。因而因而过滤器总阻力过滤器总阻力 （4-184-18）对不同的过滤器对不同的过滤器n值略有不同，值略有不同，11n0.30.3m某粒径的穿透率；某粒径的穿透率；d为为0.30.3m的某一粒径。的某一粒径。仅适用于高效过滤器。该公式与实测结果较吻合。仅适用于高效过滤器。该公式与实测结果较吻合。对于效率较低的过滤器范围也可进行换算。对于效率较低的过滤器范围也可进行换算。效率值增加效率值增加10%10%4.7 4.7 过滤器的

32、串联效率过滤器的串联效率在暖通课程中讲到除尘器串联后总效率的计算在暖通课程中讲到除尘器串联后总效率的计算提提到到两两个个相相同同型型号号的的除除尘尘器器串串联联运运行行时时，由由于于它它们们处处理理的的粉粉尘尘的的粒粒径径不不同同，和和是是不不同同的的，2 2 n2nn，即小，即小粒径的微粒粒数多，粒数的比例大，而粒径的微粒粒数多，粒数的比例大，而 1 1 2 2 n1，所所对对应应的的粒粒径径相相当当于于最最大大穿穿透透粒粒径径dmax，而而其其它它粒粒径径微微粒粒的的比比例例，由由于于高高效效过过滤滤器器的效率高，一般的效率高，一般n2 n2，n3n3,而而 n1+n2+nn-2=1 两式

33、相比两式相比 一一、二二两两级级的的过过滤滤效效率率究究竟竟能能差差别别多多大大，表表4-64-6给给出出一一实实际际计计算算例例子子，按按教教材材的的计计算算结结果果，第第二二级级的的效效率率比比第第一一级级下下降降了了0.041%0.041%，而而穿穿透透率率确确由由0.045%0.045%升升高高到到0.086%0.086%，增增加加近近一一倍倍。从从串串联联的的第第二二级级开开始始效效率率已已接接近近过过滤滤器器对对最最大大穿穿透透粒粒径径的的过过滤滤效效率率，到到第第三三级级几几乎乎仅仅剩剩dmax粒粒径径微微粒粒，其其效效率率与与第第二二级级几几乎乎相相同同，若若再再串串联联多多级

34、级，从从第第二二级级以以后后，效效率率相相同同，对对于于空空气气洁洁净净工工程程，由由于于两两级级高高效效过过滤滤器器串串联联后后效效率率已已经经很很高高，而而第第二二级级过过滤滤效效率率下下降降的的影影响响又又很很小小，所所以以多多级级过过滤滤器器串串联联总总效效率率的的公公式式能能用用，但但我我们们应应知知道道第第二二级级过过滤滤器器效效率率略略有有下下降降这这一一实实际际情情况。况。（2 2）中效过滤器串联效率）中效过滤器串联效率 由由于于中中效效过过滤滤器器对对小小粒粒径径微微粒粒的的过过滤滤效效率率较较低低，而而小小粒粒径径的的微微粒粒个个数数在在大大气气尘尘中中占占绝绝大大多多数数

35、，如如大大气气尘尘中中0.50.5m的的微微粒粒数数占占到到91.68%91.68%，对对计计数数效效率率而而言言，对对小小微微粒粒的的过过滤滤效效率率决决定定其其总总效效率率，因因而而串串联联后后第第二二级级中中效效过过滤滤器器的的效效率率与与第第一一级级差差别别很很小小，可可以以认认为为不不变变，公公式式 能能用用，仍仍用用表表4-64-6算算例例中中的的粒粒径径分分布布，0.30.3m占占46%46%，0.40.4m占占20%20%，0.50.5m占占34%34%，0.3=0.4，0.4=0.47,0.5=0.54，可可算算得得第第一一、二二级级一一=0.46=0.46，二二=0.454

36、=0.454。但但对对于于计计重重效效率率，总总串串联联效效率率公公式式不不适适用用，以以两两级级为为例例，第第二二级级效效率率会会下下降降很很大大，因因大大于于等等于于0.50.5m的的微微粒粒的的总总重重占占到到99%99%，而而55m的的占占80%80%，若若用用串串联联公公式式2需用新粒微分布情况下的效率值。需用新粒微分布情况下的效率值。（1 1）过滤器的寿命）过滤器的寿命 过过滤滤器器使使用用寿寿命命特特别别是是高高效效过过滤滤器器由由于于造造价价较较高高，其其使使用用寿寿命命的的长长短短直直接接关关系系到到空空调调净净化化系系统统的的运运行行、维护费用。维护费用。正正常常使使用用的

37、的过过滤滤器器其其使使用用寿寿命命是是由由积积尘尘量量决决定定的的，达达到到容容尘尘量量时时，即即到到达达使使用用期期限限。而而积积尘尘量量是是不不易易在在运运行行中中测测得得，是是靠靠过过滤滤器器前前后后阻阻力力即即压压差差的的变变化化来来反反映映。一一般般情情况况下下，当当过过滤滤器器的的终终阻阻力力等等于于初初阻阻力力的的2 2倍倍时时，即即阻阻力力增增加加了了1 1倍倍时时，即即达达到到额额定定容容尘尘量量，过过滤滤器器使用寿命结束。使用寿命结束。当当过过滤滤器器前前空空气气含含尘尘浓浓度度用用N1mg/m3表表示示，过过滤滤器器效效率率为为额额定定处处理理风风量量为为Q0m3/h，每

38、每天天运运行行t小小时时，则则一一天天积尘量为：积尘量为：g/d达到容尘量达到容尘量P0所需的时间所需的时间T0即为使用寿命即为使用寿命 （天）（天）（4-244-24）一一般般情情况况过过滤滤器器特特别别是是中中效效以以上上的的过过滤滤器器所所处处理理的的空空气气都都是是室室外外新新风风与与室室内内回回风风的的混混合合空空气气，当当大大气气含含尘尘浓浓度度，室室内内洁洁净净级级别别以以及及新新回回风风的的比比例例已已知知N1可可计算计算（2 2）寿命和运行风量的关系）寿命和运行风量的关系P0一定时，运行时间与运行风量成反比。一定时，运行时间与运行风量成反比。T1为当风量低于额定风量运行时，达

39、到容尘量时所用为当风量低于额定风量运行时，达到容尘量时所用的时间更长（并不代表寿命），其寿命肯定增加。但的时间更长（并不代表寿命），其寿命肯定增加。但增加量不能是简单比例关系，因为容尘量的达到是用增加量不能是简单比例关系，因为容尘量的达到是用终阻力来判断的，我们曾在介绍过滤器全阻力时给出终阻力来判断的，我们曾在介绍过滤器全阻力时给出公式公式 m=1.11.36，也可写成，也可写成，实际为初阻力与风量的关系，终阻力肯定也是类似的实际为初阻力与风量的关系，终阻力肯定也是类似的形式，即过滤器阻力与风量的形式，即过滤器阻力与风量的m次方成正比，次方成正比，m1，当在部分风量下运行时，过滤器达到了容尘量

40、值当在部分风量下运行时，过滤器达到了容尘量值g/m2，但其阻力还未达到终阻力。这时仍能继续使用一段但其阻力还未达到终阻力。这时仍能继续使用一段时间，直到阻力达到终阻力值为止。时间，直到阻力达到终阻力值为止。用用K表表示示运运行行风风量量与与额额定定风风量量之之，据据日日本本学学者者的的实实测测结结果果，而而当当K=0.5，即即为为额额定定风风量量一一半半时时，达达到到终终阻阻力力的的运运行行时时数数为为额额定定风风量量下下运运行行时时数数的的3.43.4倍倍。公公式式4-264-4-264-2929为为根根据据实实测测曲曲线线拟拟合合的的方方程程，其其中中4-274-27中中的的常常数数项项应应为为23.8623.86，是过滤器的初阻力值。，是过滤器的初阻力值。利利用用4 4个个公公式式，将将K值值的的影影响响作作为为一一参参数数得得出出一一综综合合方程方程 （4-304-30）为为过过滤滤器器工工作作过过程程的的阻阻力力与与风风量量及及运运行行时时间间的的关关系系，当当达达到到终终阻阻力力时时，如如H=2H0为为常常数数，风风量量已已知知时时K为为常常数数，将将T解解出出即即为为过过滤滤器器寿寿命命T0，其其解解为为下下式式，该该公公式式是根据实测结果回归得到的应该有一定的普遍意义。是根据实测结果回归得到的应该有一定的普遍意义。