Techniniai veiksniai, lemiantys didelio{0}}efektyvumo oro filtrų atsparumą, gali būti suprantami kaip visapusis skysčių mechanikos ir medžiagų mokslo sąveikos rezultatas. Atsparumas iš esmės reiškia energijos nuostolius, atsirandančius dėl trinties su filtro medžiaga, kanalo susitraukimo / išsiplėtimo ir vietinių sūkurių, kai oro srautas praeina per filtrą.
Techniniu požiūriu atsparumo dydį kartu lemia šie keturi pagrindiniai veiksniai:
1. Būdingos filtrų medžiagos savybės: atsparumo „genas“, pati filtro medžiaga yra pagrindinė atsparumo generavimo vieta, o jos mikrostruktūra tiesiogiai lemia pagrindinį atsparumą.
- Pluošto skersmuo: Tai vienas iš svarbiausių veiksnių. Pagal skysčių mechanikos principus varža yra atvirkščiai proporcinga pluošto skersmens kvadratui. Kuo smulkesnis pluoštas, tuo didesnis trinties plotas ir atsparumas, kai oro srautas teka aplink pluoštą. Pavyzdžiui, filtrų medžiagos, pagamintos iš itin smulkaus stiklo pluošto (skersmuo 0,5-2 μm), turi daug didesnį atsparumą nei įprasti sintetiniai pluoštai (skersmuo 10-20 μm).
- Pripildymo greitis ir poringumas: užpildymo greitis reiškia pluoštų proporciją tūrio vienete, o poringumas reiškia tuštumų proporciją. Kuo didesnis užpildymo greitis ir mažesnis poringumas, tuo griežčiau išdėstomas pluoštas, tuo siauresnis ir vingiesnis oro srauto kanalas, o pasipriešinimas žymiai padidėja.
- Filtro medžiagos storis: kuo storesnis, tuo daugiau pluoštų sluoksnių turi praeiti oro srautas, tuo ilgesnis kelias ir daugiau galimybių susidurti bei trintis su pluoštais, todėl padidėja atsparumas.
- Paviršiaus apdorojimas: tam tikri specialūs apdorojimo būdai (pvz., oleofobinės ir hidrofobinės dangos, antibakterinės dangos) gali užblokuoti kai kurias pluošto poras arba pakeisti pluošto paviršiaus savybes, taip padidindamos atsparumą oro srautui.
2. Fizinės struktūros projektavimas: Atsparumo „skeletas“, nustačius filtro medžiagą, kaip surinkti filtro medžiagą į filtrą, turi lemiamos įtakos atsparumui.
- Filtravimo sritis: tai yra įtakingiausias kintamasis praktiniam pritaikymui. Atsparumas yra atvirkščiai proporcingas filtravimo plotui. Kai vardinis oro tūris išlieka pastovus, kuo didesnis filtravimo popieriaus išskleidimo plotas, tuo mažesnis oro srauto, praeinančio per filtro medžiagą, greitis (filtravimo greitis). Pagal Darcy dėsnį atsparumas yra tiesiogiai proporcingas filtravimo greičiui, todėl filtravimo ploto padidinimas yra tiesiausias ir efektyviausias būdas sumažinti pasipriešinimą.
- Pavyzdys: esant tokiam pačiam oro tūriui, filtras, kurio filtravimo popieriaus plotas yra 20 m², gali turėti tik pusę filtro, kurio filtravimo popieriaus plotas yra 10 m², varža. *
- Sluoksnio parametrai (klosčių aukštis ir tarpai tarp klosčių):
- Efektyvi filtravimo sritis: optimizavus klosčių aukštį ir tarpus, į ribotą tūrį galima įdėti daugiau filtravimo popieriaus.
- Oro srauto kanalo forma: tinkamas klosčių atstumas gali išlaikyti kanalus tarp filtravimo popieriaus neužkimštus. Atstumas tarp klosčių yra per siauras, o oro srauto greitis staigiai keičiasi patekus į kanalą, todėl susidaro „purškimo efektas“, kuris ne tik padidina atsparumą, bet ir paveikia filtravimo popierių; Jei tarpas tarp klosčių yra per platus, eikvojama vietos, todėl padidės filtravimo greitis ir atsparumas. Paprastai yra optimalus kraštinių santykis, kuris sumažina dinaminį oro srauto slėgio nuostolį patenkant į klostes.
- Vidinė parama ir pertvaros:
- Pertvaros filtras: pertvaros plokštės storis ir paviršiaus lygumas (aliuminio folija/popierius) turi įtakos oro srauto kanalo pločiui ir atsparumui trinčiai. Lygus raibuliavimas arba per didelis storis gali padidinti vietinį atsparumą.
- Nėra pertvaros filtro: kanalus tarp filtravimo popieriaus lemia karšto lydalo klijų linijos forma, aukštis ir atstumas. Jei klijų linija yra per aukšta arba netolygi, ji užims per daug oro srauto kanalų ir padidins atsparumą.
3. Aerodinaminiai veiksniai: pasipriešinimo „aplinka“ ir filtrą supančio oro srauto būsena taip pat prisideda prie tam tikro pasipriešinimo faktinio veikimo metu.
- Vėjo greitis priešais: pasipriešinimas ir vėjo greitis nėra visiškai tiesiškai susiję. Esant mažam greičiui (įprastos didelio efektyvumo filtrų veikimo sąlygos) atsparumas trinčiai yra pagrindinis veiksnys, artėjantis prie tiesiškumo; Tačiau vietinėse didelės spartos{2}}vietose atsiras pasipriešinimas (sūkurinės srovės praradimas), o tai paspartins pasipriešinimo augimą.
- Oro srauto pasiskirstymo tolygumas: jei oro srautas filtro paviršiuje pasiskirsto netolygiai (pavyzdžiui, didelis vėjo greitis tiesioginio ventiliatoriaus pūtimo zonoje ir mažas vėjo greitis pakraštyje), vietinės didelio vėjo greičio zonos sukurs daug didesnį nei vidutinį pasipriešinimą, o šis papildomas energijos nuostolis padidins viso filtro bendrą varžą.
- Įleidimo ir išleidimo sąlygos: Oro srauto kanalų lygumas prieš filtrą ir pasroviui taip pat turi įtakos pasipriešinimui. Pavyzdžiui, jei filtras yra tvirtai pritvirtintas prie alkūnės ar kintamo skersmens vamzdžio, netolygus oro srautas gali sukelti papildomų sūkurių, patenkančių į filtrą, nuostolių.
4. Veikimo būsena: pasipriešinimo „dinaminė raida“, kuri nėra statinė vertė ir laikui bėgant keisis.
- Dulkių kaupimosi apkrova: Dulkėms kaupiantis ant pluoštų paviršiaus, suformuojant dulkių sluoksnį, oro srauto kanalas dar labiau susiaurėja arba net užsikemša, o pasipriešinimas palaipsniui didėja. Tai procesas nuo pradinio pasipriešinimo iki galutinio pasipriešinimo.
- Dujų charakteristikos: Dujų klampumas kinta priklausomai nuo temperatūros ir slėgio. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis dujų klampumas, tuo intensyvesnis molekulinis judėjimas, stiprėja susidūrimas ir trintis su skaidulomis, todėl padidėja atsparumas; Mažėja slėgis, mažėja dujų tankis, mažėja trinties nuostoliai, mažėja pasipriešinimas.
- Santrauka: techninius veiksnius, lemiančius didelio{0}}efektyvumo filtrų atsparumą, galima apibendrinti taip:
- 1. Pagrindinis šaltinis: pluošto skersmuo ir filtro medžiagos užpildymo greitis lemia pagrindinį mikroskopinį atsparumą trinčiai.
- 2. Dizaino raktas: efektyvi filtravimo sritis yra pagrindinė varžos reguliavimo svirtis, o kuo didesnis plotas, tuo mažesnis pasipriešinimas.
- 3. Konstrukcinės detalės: klosčių ir separatorių parametrai lemia oro srauto nuostolius makroskopiniame kanale.
- 4. Veikimo kintamieji: vėjo greičio pasiskirstymas ir dulkių kaupimosi laipsnis turi įtakos realiajai pasipriešinimo laiko vertei-.
- Šių veiksnių supratimas gali padėti subalansuoti efektyvumą ir atsparumą renkantis: būtina taupyti energijos sąnaudas esant mažam pasipriešinimui, užtikrinti tarnavimo laiką esant didelei dulkių sulaikymo galiai, o aukštas filtravimo efektyvumas atitinka švaros reikalavimus.
