【正文】 直徑 ，當(dāng)然與 Re有關(guān) ， 由于 df很小 ， v很小 ， cm量級(jí) ， 所以 Re很小 ， 一般在層流范圍 ， 我們常用氣流受到的阻力實(shí)際是壓強(qiáng)單位 Pa， 分析時(shí)還得從受力開始 ， 單位長度的單根纖維當(dāng)氣流垂直流過時(shí) ， 這時(shí)其所受的壓力也就是對(duì)氣流形成的阻力 ， 為氣流動(dòng)壓與迎風(fēng)面積的乘積再乘以阻力系數(shù) 。 N/m （ 410） 221 22 afaf vdCvdCF ?? ?????? 若濾料內(nèi)纖維長度為 L， 則濾料所受力即為氣流形成的阻力 FL。 設(shè)濾料厚為 H， 面積為 S， 填充率 α 則單位面積上的阻力即我們習(xí)慣上稱的阻力 （ Pa） 將 410代入得 （ Pa） 224ff dHSdHSL???? ???2244ff dFHdSHSFSFLP???? ????fadHvCP???22 ??? △ P與 v、 H、 α、 及 df有關(guān) ， 與 Cˊ 有關(guān) ， 而 Cˊ 本身可能與纖維排列方式 ， α、 纖維表面形狀及 Re有關(guān) ， 需用實(shí)驗(yàn)方法確定具體值 。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)得出具體表達(dá)式 Pa （ 415） 為纖維斷面形狀系數(shù) ， ， m2為 實(shí)驗(yàn)指數(shù) ， 與纖維材料有關(guān) 。 實(shí)際上每種纖維濾料的阻力值都是實(shí)測的 ， 理論計(jì)算影響因素太多 ， 與實(shí)測有出入 。 ? 纖維斷面外接圓面積纖維斷面積?? 2120????fmdvHP ?? （ 2） 過濾器全阻力 由濾料的阻力公式可看出 ， 阻力與濾速成正比 。 在濾速較低范圍內(nèi)呈直線關(guān)系 ， 所以濾料阻力可寫為 （ 416） 測濾料阻力與測過濾器阻力發(fā)現(xiàn)的問題：差值 ， 結(jié)構(gòu)阻力計(jì)為△ P2 ， 阻力肯定與空氣流速相對(duì)應(yīng) ， 濾料對(duì)應(yīng)的為濾速 v， 而隔板形成的通道 （ 結(jié)構(gòu)因素 ） 對(duì)應(yīng)的是面速 u。 因而 過濾器總阻力 （ 418） 對(duì)不同的過濾器 n值略有不同 ， 1n2 若統(tǒng)一成 v的表達(dá)式 （ 419） C=3~10， m=~ 。 說明： (1) v的單位仍帶 cm/s； (2) 初 、 中效不適用此式 。 AvP ?? 1 nBuP ??2 nBuAvPPP ??????? 21mCvP ?? 容塵量 與使用壽命有關(guān) ， 指過濾器達(dá)到終阻力時(shí)單位濾料面積的積塵量 g/m2， 為一個(gè)額定值 。 過濾器阻力隨積塵量變化的情況近似直線關(guān)系 。 過濾器的設(shè)計(jì)效率 實(shí)際為粒徑計(jì)數(shù)效率之間的換算 。 多少衡量潔凈室級(jí)別 ， 相應(yīng)效率也用對(duì) ≥ ， 而高效過濾器的效率主要是 DOP法或油霧法測定 ， 是以 的 ， 用于計(jì)算潔凈室時(shí)要換算成設(shè)計(jì)條件下的效率 。 許鐘麟先生由測試結(jié)果回歸出一個(gè)反映高效過濾器粒徑與穿透率關(guān)系的公式 K1為 ， K2為 ； d為 。 僅適用于高效過濾器 。 該公式與實(shí)測結(jié)果較吻合 。 ? ? 12 ddeKK ? 對(duì)于效率較低的過濾器范圍也可進(jìn)行換算 。 效率值增加 10% ?? ?? ?? ?? ?? 過濾器的串聯(lián)效率 在暖通課程中講到除塵器串聯(lián)后總效率的計(jì)算 提到兩個(gè)相同型號(hào)的除塵器串聯(lián)運(yùn)行時(shí) ， 由于它們處理的粉塵的粒徑不同 ， 和是不同的 ， η 2η 1 ， 而影響纖維過濾器效率的因素中占第一位的是微粒尺寸的影響 ， 其中引入一個(gè)最大穿透粒徑 dmax， dmax的存在使過濾器對(duì)微粒的過濾有選擇性 ， 當(dāng)用相同的過濾器串聯(lián)過濾多分散微粒時(shí) ， 氣流經(jīng)過第一道過濾器 ， 大部分微粒被捕集 ， 穿過的主要是 dmax粒徑的微粒 ， 穿透率分母很大 ， 即第一道過濾器的穿透率較低 ， 對(duì)于第二道過濾器 ， 所處理的主要是 dmax粒徑的微粒 ， 因而穿透率的分母較小 ， 其穿透率要比第一道過濾器大 ， 我們要討論兩個(gè)相同過濾器串聯(lián) ， 第二級(jí)的效率到底比第一級(jí)下降多少 ? ?? ? ? ?n???? ????? 1111 21 ? （ 1） 高效過濾器串聯(lián)效率 過濾器的效率與其對(duì)各粒徑的分級(jí)效率的關(guān)系為： 其中 n1…nn為各粒徑的微粒的含量占全體微粒的比例； η 1 η 2 … η n 各粒徑的分級(jí)效率。 若粒徑的分級(jí)由小到大，一般情況下 n1n2? nn ，即小粒徑的微粒粒數(shù)多，粒數(shù)的比例大，而 η 1 η 2 ? η n ，對(duì)于串聯(lián)的第二級(jí)高效過濾器， η 1 η 2 … η n仍不變，但 nn1nn已不存在或極少，其效率變?yōu)? nn nnn ???? ???? 2211222211 ?? ??????? nn nnn ???? ? 對(duì)與第二級(jí)過濾器 ， n1ˊ n1 ， 所對(duì)應(yīng)的粒徑相當(dāng)于最大穿透粒徑 dmax， 而其它粒徑微粒的比例 ， 由于高效過濾器的效率高 ， 一般 n2ˊ n2， n3ˊn3…, 而 n1ˊ+n2ˊ+nn2ˊ=1 兩式相比 一 、 二兩級(jí)的過濾效率究竟能差別多大 ， 表 46給出一實(shí)際計(jì)算例子 ， 按教材的計(jì)算結(jié)果 ， 第二級(jí)的效率比第一級(jí)下降了%， 而穿透率確由 %升高到 %， 增加近一倍 。 從串聯(lián)的第二級(jí)開始效率已接近過濾器對(duì)最大穿透粒徑的過濾效率 ， 到第三級(jí)幾乎僅剩 dmax粒徑微粒 ， 其效率與第二級(jí)幾乎相同 ， 若再串聯(lián)多級(jí) ， 從第二級(jí)以后 ， 效率相同 ， 對(duì)于空氣潔凈工程 ， 由于兩級(jí)高效過濾器串聯(lián)后效率已經(jīng)很高 ， 而第二級(jí)過濾效率下降的影響又很小 ， 所以多級(jí)過濾器串聯(lián)總效率的公式能用 ， 但我們應(yīng)知道第二級(jí)過濾器效率略有下降這一實(shí)際情況 。 ?? ?? （ 2）中效過濾器串聯(lián)效率 由于中效過濾器對(duì)小粒徑微粒的過濾效率較低 ， 而小粒徑的微粒個(gè)數(shù)在大氣塵中占絕大多數(shù) ， 如大氣塵中≤ %， 對(duì) 計(jì)數(shù) 效率而言 ， 對(duì)小微粒的過濾效率決定其總效率 ， 因而串聯(lián)后第二級(jí)中效過濾器的效率與第一級(jí)差別很小 ， 可以認(rèn)為不變 ，公式 能用 ， 仍用表 46算例中的粒徑分布 ， 46%， 20%， ≥ 34%，η≥=， η≥=, η≥=， 可算得第一 、 二級(jí) η一= ， η二 =。 但對(duì)于計(jì)重效率 ， 總串聯(lián)效率公式不適用 ， 以兩級(jí)為例 ， 第二級(jí)效率會(huì)下降很大 ， 因大于等于 99%， 而 ≥5μm的占 80%，若用串聯(lián)公式 η2需用新粒微分布情況下的效率值 。 ? ?? ? ? ?n???? ????? 1111 21 ? （ 1） 過濾器的壽命 過濾器使用壽命特別是高效過濾器由于造價(jià)較高 ，其使用壽命的長短直接關(guān)系到空調(diào)凈化系統(tǒng)的運(yùn)行 、維護(hù)費(fèi)用 。 正常使用的過濾器其使用壽命是由積塵量決定的 ，達(dá)到容塵量時(shí) ， 即到達(dá)使用期限 。 而積塵量是不易在運(yùn)行中測得 ， 是靠過濾器前后阻力即壓差的變化來反映 。 一般情況下 ， 當(dāng)過濾器的終阻力等于初阻力的 2倍時(shí) ， 即阻力增加了 1倍時(shí) ， 即達(dá)到額定容塵量 ， 過濾器使用壽命結(jié)束 。 當(dāng)過濾器前空氣含塵濃度用 N1mg/m3表示 ， 過濾器效率為額定處理風(fēng)量為 Q0m3/h， 每天運(yùn)行 t小時(shí) ， 則一天積塵量為： g/d tQNP 0311 10 ??? ? 達(dá)到容塵量 P0所需的時(shí)間 T0即為使用壽命 （天） （ 424） 一般情況過濾器特別是中效以上的過濾器所處理的空氣都是室外新風(fēng)與室內(nèi)回風(fēng)的混合空氣 ， 當(dāng)大氣含塵濃度 ， 室內(nèi)潔凈級(jí)別以及新回風(fēng)的比例已知 N1可計(jì)算 ?tQNPT03100 10 ???? ?? ? ? ?rrn SNSMN ?? ????? 1111 （ 2） 壽命和運(yùn)行風(fēng)量的關(guān)系 P0一定時(shí) ， 運(yùn)行時(shí)間與運(yùn)行風(fēng)量成反比 。 T1為當(dāng)風(fēng)量低于額定風(fēng)量運(yùn)行時(shí)，達(dá)到容塵量時(shí)所用的時(shí)間更長（并不代表壽命），其壽命肯定增加。但增加量不能是簡單比例關(guān)系，因?yàn)槿輭m量的達(dá)到是用終阻力來判斷的，我們曾在介紹過濾器全阻力時(shí)給出公式 m=~， 也可寫成， 實(shí)際為初阻力與風(fēng)量的關(guān)系，終阻力肯定也是類似的形式，即過濾器阻力與風(fēng)量的 m次方成正比， m≥ 1，當(dāng)在部分風(fēng)量下運(yùn)行時(shí)，過濾器達(dá)到了容塵量值 g/m2，但其阻力還未達(dá)到終阻力。這時(shí)仍能繼續(xù)使用一段時(shí)間，直到阻力達(dá)到終阻力值為止。 ?tQNPT03100 10 ???1001TT ?mCvPH ??? mQCPH ???? 用 K表示運(yùn)行風(fēng)量與額定風(fēng)量之 ， 據(jù)日本學(xué)者的實(shí)測結(jié)果 ， 而當(dāng) K=， 即為額定風(fēng)量一半時(shí) ， 達(dá)到終阻力的運(yùn)行時(shí)數(shù)為額定風(fēng)量下運(yùn)行時(shí)數(shù)的 。 公式 426~429為根據(jù)實(shí)測曲線擬合的方程 ， 其中 427中的常數(shù)項(xiàng)應(yīng)為 ， 是過濾器的初阻力值 。 利用 4個(gè)公式 ， 將 K值的影響作為一參數(shù)得出一綜合方程 （ 430） 為過濾器工作過程的阻力與風(fēng)量及運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系 ，當(dāng)達(dá)到終阻力時(shí) ， 如 H=2H0為常數(shù) ， 風(fēng)量已知時(shí) K為常數(shù) ， 將 T解出即為過濾器壽命 T0， 其解為下式 ， 該公式是根據(jù)實(shí)測結(jié)果回歸得到的應(yīng)該有一定的普遍意義 。 TKTKKH ???)()( 1 ???????? HKKKT