第三章对微粒的过滤机理

第三章对微粒的过滤机理•过滤分离•过滤器中的基本过滤过程•纤维过滤器的过滤机理•计算纤维过滤器效率的步骤•孤立圆柱法•单根纤维对微粒的捕集效率•计算总效率的对数穿透定律•影响纤维过滤器效率的因素3-1过滤分离•表面过滤器•深层过滤器表面过滤器深层过滤器•填充率•高填充率α0.2•低填充率α0.2深层过滤器3—2过滤器的基本过滤过程•稳定阶段：过滤效率和过滤阻力基本不随时间改变•不稳定阶段：过滤效率和过滤阻力随时间改变3—3纤维过滤器的过滤机理•拦截效应•惯性效应•扩散效应•重力效应•静电效应拦截效应惯性效应扩散效应重力效应静电效应3—4计算纤维过滤器效率的步骤1.假设2.确定起主要作用的效应3.计算孤立单根纤维对各效应的捕集效率4.计算孤立单根纤维在几种效应共同作用下的总捕集效率5.计算单根纤维的总捕集效率：考虑α6.由对数穿透定律计算过滤器的总效率假设①过滤器是由许多同种材料的单根的圆柱型纤维构成的一体系（排列、间距整齐一致，粗细一致）②纤维垂直于气流分布，纤维间距足够大，即前排的绕流对后排无影响。③微粒是球形的，在气体中分布均匀。④纤维表面是干净的，不考虑已沉积微粒的影响。⑤已接触沉积的微粒而被认为完全捕集（不再飞散）确定起主要作用的效应•拦截效应•惯性效应•扩散效应3—5孤立单根纤维对微粒的捕集效率——孤立圆柱法•拦截捕集效率•惯性捕集效率•扩散捕集效率•重力捕集效率•静电捕集效率拦截捕集效率•拦截捕集效率vrdyvfrrrRpff2fRfRfRRyyWvdyvypffrrrR2•令称为拦截参数•近似式fpRRfRRRRRRe,1111ln12Reln221vdRe22/1Re31RR惯性捕集效率Re,Stfst•St称为惯性参数，无因次，表示微粒的惯性力/空气阻力。fststWfppCSt291扩散捕集效率1）设其扩散层厚度为x0时，兰米尔计算了相对作用厚度D为气体扩散系数。•若令则的表达式形式与完全相同，R内容不同。310Reln212.1ffDxfxR0DRRfRRRRDRe,1111ln12Reln2212）传质系数培克列数宣乌数K为传质系数effDPShvrkrDdPfeDKdShf孤立单根纤维对微粒的捕集效率•理想：拦截+惯性+扩散•惯性—拦截效率•扩散—拦截效率1）惯性——拦截效率当Re≤1时2）扩散——拦截效率3）总捕集率StRfRSt,20263.04.025.016.0RStStRRRStPeShRRD1RDRSt纤维干涉的影响和修正方法•有效半径法•结构不均匀系数法•实验系数法：5.41计算总效率的对数穿透定律•气流减少的微粒数为：-vSdN•单位长度单根纤维捕集的微粒数目：•微粒数量相等得:Nvdf1vvNLvdvSdNf24fdSdhL241ffdSdhNvdvSdNdhdNdNf14fdHK155.02lg影响纤维过滤器效率的因素•微粒尺寸的影响•微粒种类的影响•微粒形状的影响•纤维粗细和断面形状的影响•过滤速度的影响•纤维填充率的影响•气流温度的影响•气流湿度的影响•气流压力的影响•容尘量的影响