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技術(shù)文章
過(guò)濾風(fēng)速對(duì)纖維過(guò)濾器壓力損失的試驗(yàn)研究
點(diǎn)擊次數(shù)：713 發(fā)布時(shí)間：2008/5/22 11:35:31
試驗(yàn)是在氣流含塵濃度較低的情況下進(jìn)行研究， 由于過(guò)濾氣體含塵濃度低， 沉積在濾料上的粉塵量就少， 這種情況下近似認(rèn)為少量沉積的粉塵不會(huì)對(duì)濾料的過(guò)濾性能產(chǎn)生影響， 濾料過(guò)濾性能不隨時(shí)間和粉塵沉積量而發(fā)生變化。本文以大氣塵為過(guò)濾對(duì)象， 主要針對(duì)過(guò)濾速度對(duì)過(guò)濾性能的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)搭建袋式除塵器的試驗(yàn)臺(tái)， 通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出過(guò)濾風(fēng)度與壓力損失的試驗(yàn)關(guān)系曲線， 結(jié)合理論分析得出過(guò)濾性能隨著過(guò)濾風(fēng)速改變的變化規(guī)律。 ２ 理論分析 ２．１ 壓力損失理論 過(guò)濾器的阻力包括過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)阻力（即氣流經(jīng)過(guò)進(jìn)口、出口和花板等） 和過(guò)濾阻力兩部分組成。對(duì)于袋式過(guò)濾器，濾袋的過(guò)濾阻力Ｐｆ是由清潔濾袋的阻力損失Ｐ０和粘附粉塵層的阻力損失Ｐｄ兩部分組成， 即： ２．２ 過(guò)濾介質(zhì)壓力損失 清潔氣流通過(guò)時(shí)過(guò)濾介質(zhì)的壓力損失特性，可反映濾料本身的特性， 與粉塵特性無(wú)關(guān)。在填充率、纖維直徑及濾料厚度不變的情況下， 過(guò)濾材料的阻力與過(guò)濾速度Ｖ成正比。故過(guò)濾介質(zhì)壓力損失可以表示為： Ｐｆ＝ＫＯＶ （４） ２．３ 濾筒結(jié)構(gòu)壓力損失及除塵器結(jié)構(gòu)壓力損失 氣流通過(guò)過(guò)濾元件時(shí)， 所遇到的結(jié)構(gòu)尺寸比纖維直徑大的多， 慣性力大到不能忽略的程度 。 ［２］如果過(guò)濾元件的形狀尺寸給定， 結(jié)構(gòu)阻力主要來(lái)自氣流的沿程損失， 大小取決于氣流的流動(dòng)速度、密度等因素。由流體力學(xué)沿程阻力計(jì)算式可以得到結(jié)構(gòu)阻力： ３ 試驗(yàn)研究 ３．１ 試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介 本試驗(yàn)臺(tái) （ 見(jiàn)圖 １） 是模仿工業(yè)用袋式除塵器進(jìn)行搭建的， 其尺寸參數(shù)依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。按照濾袋形狀劃分屬于圓袋式除塵器； 按照過(guò)濾方向和進(jìn)氣口位置劃分屬于下進(jìn)風(fēng)外濾式袋式除塵器 ， 工業(yè)生產(chǎn)中大多使用此種類(lèi)型的除 ［３］塵器， 因此該試驗(yàn)臺(tái)具有很強(qiáng)的代表性。 氣體通過(guò)吸氣管進(jìn)入除塵室， 由于除塵室空間較大形成一個(gè)靜壓箱， 因此此處氣流穩(wěn)定， 壓力平穩(wěn)。在該處連接氣溶膠檢測(cè)儀和數(shù)字微壓計(jì) （通過(guò)靜壓環(huán)連接） ， 獲得的測(cè)量值上下波動(dòng)小， 真實(shí)可靠。系統(tǒng)風(fēng)量通過(guò) ＳＡＭＣＯ－ｉ 高功能靜音式變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)， 風(fēng)速變化區(qū)間大， 風(fēng)機(jī)可由 ２５０ｒ／ｍｉｎ 調(diào)節(jié)到 ２９５０ｒ／ｍｉｎ， 而且可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。本次試驗(yàn)主要是針對(duì)對(duì)潔凈狀態(tài)下的濾袋進(jìn)行測(cè)試， 因此選擇環(huán)境大氣作為過(guò)濾對(duì)象。測(cè)試時(shí)段選擇在下午，此時(shí)大氣溫度、濕度、以及含塵量都較早晨和傍晚更為穩(wěn)定， 可近似認(rèn)為塵源狀態(tài)穩(wěn)定。測(cè)試濾料選擇 ７２９ 機(jī)織濾布及覆膜 ７２９ 濾料。 ３．２ 測(cè)試方法 ３．２．１ 流量測(cè)量 ＳｗｅｍａＡｉｒ ３００ 是瑞典 ＳＷＥＭＡ 公司生產(chǎn)的多用途儀表， 本試驗(yàn)用該儀器測(cè)量氣體流量。該儀器的 ＡＰＦ 模式是測(cè)量管道風(fēng)量的專(zhuān)用模式， 基于以 下 標(biāo) 準(zhǔn) （ １） 北 歐 通 風(fēng) 及 建 筑 委 員 會(huì) １９９８；（ ２） 標(biāo)準(zhǔn) ＩＳＢＮ９１－ ５４０－ ５８２７－ ９。測(cè)量管道直徑為 １６ｃｍ， 選取測(cè)點(diǎn)為 ０．７１Ｄ 和 ０．２９Ｄ 處， 這樣在兩個(gè)垂直方向共有測(cè)點(diǎn)四個(gè)， 儀器將自動(dòng)儲(chǔ)存讀數(shù)， 根據(jù)內(nèi)置軟件計(jì)算管道平均風(fēng)速和氣體流量， 有了流量和濾袋面積， 我們便可以得知過(guò)濾風(fēng)速。 ３．２．２ 阻力測(cè)量 采用數(shù)字型微壓計(jì)測(cè)量濾臺(tái)前后的壓力損失。在過(guò)濾室的四個(gè)面上各取一壓力測(cè)試口， 再通過(guò)皮管進(jìn)行連接， 使之形成靜壓環(huán)后聯(lián)入微壓計(jì)，通過(guò)微壓計(jì)的讀數(shù)可知風(fēng)速變化時(shí)壓差的變化規(guī)律。 ３．３ 試驗(yàn)結(jié)果 見(jiàn)圖 ２～圖 ７。 ４ 分析 由以上數(shù)據(jù)可知， 隨著過(guò)濾速度的的增加， 覆膜濾料比未覆膜濾料壓力損失增長(zhǎng)幅度更快。當(dāng)過(guò)濾速度為 １２ （ｍ／ｍｉｎ） 時(shí)， 覆膜 ７２９ 濾筒壓力損失為 ５３２ （Ｐａ）， 當(dāng)過(guò)濾速度增至 １５ （ｍ／ｍｉｎ）時(shí)， 壓力損失增至 ７４６ （Ｐａ）， 期間增幅４０．２％； 而同速度區(qū)間內(nèi)， 濾布 ７２９ 壓力損失增幅只有３７％。所以， 隨著過(guò)濾速度的增加， 覆膜濾料壓力損失具有更快的增長(zhǎng)速度。同時(shí)隨著過(guò)濾速度的增加， 濾筒壓力損失與除塵器結(jié)構(gòu)壓力損失之間的差值也隨之增大，其原因?yàn)椋?nbsp;首先， 濾筒結(jié)構(gòu)壓損的系數(shù) Ｋ１ 高于過(guò)濾器結(jié)構(gòu)阻損系數(shù) Ｋ２， 當(dāng) Ｖ 增加時(shí)， 結(jié)構(gòu)壓損差值迅速上升； 其次， 濾筒壓力損失還包括過(guò)濾介質(zhì)壓力損失， 介質(zhì)壓損隨著過(guò)濾速度的增加而上升。因此， 隨著過(guò)濾速度增加， 濾筒壓力損失上升的更快。另外可以得到， 濾筒壓力損失在除塵器總壓損中所占比重明顯占優(yōu)， 隨著過(guò)濾速度的增加， 濾筒壓損較除塵器結(jié)構(gòu)壓損上升更快。但是， 二者在除塵器總壓損中所占比重變化不大。分析認(rèn)為，之所以覆膜 ７２９ 濾筒壓力損失所占比重較濾布 ７２９高， 是因?yàn)榍罢弑砻娓材ぴ黾恿诉^(guò)濾介質(zhì)壓力損失造成的。 ５ 結(jié)論 通過(guò)理論分析和試驗(yàn)研究可知， 纖維過(guò)濾器的壓力損失隨著風(fēng)速的增大而增加， 而覆膜濾料壓力損失的增長(zhǎng)速度更快。整個(gè)除塵器中濾筒壓力損失占比重， 而濾料是決定濾筒壓力損失 的主要部件， 作為袋式除塵器 “心臟”的濾料，濾料性能直接關(guān)系到袋式除塵器的使用效果。隨著濾料加工技術(shù)的不斷發(fā)展，低阻、高效、長(zhǎng)壽命的濾料將是下一步發(fā)展的重點(diǎn) 。 | ||
原創(chuàng)作者：深圳市威正凈化技術(shù)有限公司
