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濾膜過濾器新的理論模型初步探討(一)

[導讀]通過對濾膜過濾器的過濾機理進行分析

    濾膜過濾器是以濾膜作為濾料的過濾器,它屬于高填充率過濾器.由于其具有過濾效率高、運行阻力低、清灰性能好且使用范圍廣等優點,這使其不僅減少了能量的損耗,而且還大大延長了使用壽命,因此,一直受到空氣過濾技術人員的高度重視。

   60年代末,研究人員對濾膜過濾器的過濾機理,如擴散效應、慣性效應、截留效應、沉降作用等進行了大量的研究,討論了在一個相當大的范圍內改變溫度和壓力對過濾效率的影響。上述濾膜理論和實驗結果是比較吻合的,這有利地證明用毛細管模型代替濾膜是非常精確的 ,特別是對均勻的“核鉆孔”濾膜更是如此。但是濾膜理論仍然存在很大局限性,正如研究者所總結的“它們仍然難于作出某些理論預計 ,所能作出的一些預計顯得太膚淺而缺乏詳細的分析和實驗驗證 .在嚴格規定條件下對這種過濾器性能作仔細的考驗是非常必要的 ,因為這種過濾器很有用處”。因此 ,對濾膜過濾器的有關理論進行進一步探討是非常必要的。

1、施普爾尼-皮希過濾機理及其問題:要想對濾膜過濾器有關理論作進一步研究 ,首先對上述過濾機理進行分析 ,找出其問題所在。

   空氣中的粒子通過毛細管時,一方面由于向管壁擴散發生沉淀;另一方面由于慣性作用流入孔內的氣流收縮,所以在每個毛細管周圍與粒子發生碰撞,沉淀在濾膜的前面;與此同時,由于上面擴散及慣性產生的沉淀堵塞了管道進而造成截流 .皮希把氣流進入一毛細管后所收縮的流線看作一族拋物線,得到一個流動函數 ,由此對慣性碰撞效率作了近似計算。同時,施普爾尼通過一粒子在孔道中堵塞面積的相對比值得到截流效率近似公式。另外,施普爾尼和皮希應用了氣溶膠通過一圓柱的粘性穩流方程計算了擴散沉淀效率。在此基礎上,他們提出把 3種過濾機理結合起來以得到總的沉淀效率 ,即假定3個過濾器串聯起來工作,每個過濾器只有一種過濾機理起作用,這些效率分別以不同的規律和粒子大小保持著密切的關系。

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