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過濾器阻力的計算方式及建議值

更新時間:2021-08-09  |  點擊率:17421

空氣過濾器的阻力是由兩部分組成的:一是濾料的阻力,二是過濾器結(jié)構(gòu)的阻力。纖維過濾器的濾料阻力是由氣流通過纖維層時迎面阻力造成的,該阻力的大小與在纖維層中流動的氣流狀態(tài)有關(guān),一般情況下纖維層中的氣流為層流,因為纖維極細,濾速很小,故雷諾數(shù)Re也很小。根據(jù)理論計算、實驗數(shù)據(jù)的研究分析,文獻中給出了多種濾料的阻力表達公式,其中較為簡單的如下式:
a1.png
式中,µ為動力黏度,Pa.s

   ν為濾料的濾速,m/s
   H為濾料的厚度,m
   α為充填率,%
   df為纖維的直徑,m
   m2為與df有關(guān)的系數(shù)
  φ為纖維的斷面形狀系數(shù)
對于一個給定的過濾器,其濾料已經(jīng)確定,則H、α、m2、df、φ都是一定的,可以將公式簡寫為:
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對于給定微粒,在相當(dāng)?shù)臑V速范圍內(nèi),濾料阻力與濾速成正比,上式中A為結(jié)構(gòu)系數(shù),它與纖維層的結(jié)構(gòu)特性有關(guān)。
下圖是中國建筑科學(xué)研究院空調(diào)研究所得出的幾種濾紙(布)的阻力與濾速關(guān)系的實驗結(jié)果。

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纖維過濾器的結(jié)構(gòu)阻力是氣流通過有過濾器的濾材和支撐材料構(gòu)成的通路時產(chǎn)生的,以面風(fēng)速為代表,一般達到m/s的量級,它通常比通過過濾層時的濾速要大,此時的Re較大,氣流特性已不是層流,阻力與速度不是直線關(guān)系,過濾器結(jié)構(gòu)阻力Δp2可由下式表達:

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式中,B為實測的阻力系數(shù)
   u 為過濾器的面風(fēng)速,m/s

   n為系數(shù),一般由實驗得出,對于國產(chǎn)過濾器,n為1~2
纖維過濾器的全阻力可由下式表示:
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若以濾速來表示,全阻力可由下式表示:
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式中,ν為過濾器濾速,m/s
    C,m為系數(shù)

對于國產(chǎn)高效空氣過濾器,C值在3~10之間,m在1.1~1.36之間。下圖是對國產(chǎn)高效空氣過濾器實驗所得阻力曲線之一。a7.png
空氣過濾器的初阻力是指新制作的過濾器在額定風(fēng)量狀態(tài)下的空氣流通阻力??諝膺^濾器在某一風(fēng)量下運行,其流通阻力隨著積塵量的增加而增大,下圖表示的是隨著積塵量的增加,過濾器阻力變化的趨勢,從圖中可見多數(shù)呈拋物線形。一般當(dāng)積塵量達到某一數(shù)值時,阻力增加較快,這時應(yīng)更換或清洗過濾器,以確保凈化空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。
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新過速器阻力稱“初阻力",對應(yīng)過濾器報廢的阻力值稱“終阻力"。設(shè)計時,需要一個有代表性的阻力值,這一阻力值稱為“設(shè)計阻力",一般方法是取初阻力與終阻力的平均值。多數(shù)情況下,過濾器的終阻力是初阻力的2~4倍。下表給出了一些建議的終阻力。過濾器達到終阻力,就需要更換過濾器,可以在每個過濾段安裝阻力檢測裝置來判斷,比如采用壓差計。a9.png







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