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WILKERSON威爾克森高效過(guò)濾器性能分析
機(jī)場(chǎng)飛機(jī)釋放大量超細(xì)顆粒物，霧霾天氣時(shí)大氣中高濃度的PM2.5顆粒物，在飛機(jī)候機(jī)過(guò)程中進(jìn)入機(jī)艙內(nèi)部；同時(shí)，機(jī)艙內(nèi)部人員活動(dòng)、物品也散發(fā)大量顆粒物，因此，機(jī)艙內(nèi)的乘客面臨嚴(yán)重的顆粒物暴露風(fēng)險(xiǎn)。不同尺度的顆粒物通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入并沉積在不同部位，形成病灶。為保障艙內(nèi)乘客健康，需要對(duì)艙內(nèi)空氣進(jìn)行凈化處理，安裝回風(fēng)過(guò)濾器成為必須，而過(guò)濾器的性能又直接影響艙內(nèi)空氣品質(zhì)，因此，需要對(duì)航空過(guò)濾器性能進(jìn)行研究。

WILKERSON威爾克森高效過(guò)濾器性能分析
本文參照EN1822和EN779標(biāo)準(zhǔn)，建立和完善了航空過(guò)濾器全壽命性能檢測(cè)方法。效率測(cè)試，采用SMPS+OPC的方法檢測(cè)過(guò)濾器從10nm到3μm整個(gè)粒徑范圍內(nèi)的效率，以評(píng)價(jià)過(guò)濾器對(duì)從超細(xì)顆粒物到PM2.5整個(gè)粒徑范圍的效率。三種過(guò)濾器初始效率分別為：Donaldson過(guò)濾器MPPS效率80%，MPPS在100nm；Pall-1過(guò)濾器MPPS效率為99.75%，MPPS在125nm；Pall-2過(guò)濾器MPPS效率為96%，MPPS在130nm。容塵實(shí)驗(yàn)，使用A2塵與ASHRAE塵分別對(duì)Donaldson過(guò)濾器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用ASHRAE塵實(shí)驗(yàn)時(shí)的效率、阻力增大更快，這是由于ASHRAE塵粒徑整體上大于A2塵，大顆粒導(dǎo)致纖維孔隙更快地堵塞。對(duì)同樣使用ASHRAE塵實(shí)驗(yàn)的Donaldson過(guò)濾器與Pall過(guò)濾器，Pall過(guò)濾器的效率、阻力增大更快，經(jīng)電鏡照片分析得知是由于Pall過(guò)濾器纖維組成以細(xì)纖維為主，具有更大的容密度與過(guò)濾面積。利用一簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型對(duì)Pall-2過(guò)濾器的壽命進(jìn)行理論預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)在中國(guó)大氣條件下使用的過(guò)濾器阻力增長(zhǎng)快，*按照“C檢”時(shí)間更換過(guò)濾器是不科學(xué)的。 為評(píng)價(jià)機(jī)艙通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)艙內(nèi)污染物的去除效果，基于模擬飛機(jī)真實(shí)尺寸的環(huán)境艙，將航空過(guò)濾器安裝在機(jī)組中，在艙內(nèi)采用人工發(fā)塵、混合、衰減的方法，以CADR為評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)顆粒物的去除效果。對(duì)0.5μm~3μm粒徑范圍內(nèi)顆粒物計(jì)數(shù)濃度以及PM2.5計(jì)重濃度的去除效果的測(cè)試表明，CADR分別為16m3/min與25m3/min。相當(dāng)于系統(tǒng)對(duì)顆粒物計(jì)數(shù)濃度和計(jì)重濃度的凈化效果為分別為53%和83%，與過(guò)濾器本身效率相比，有所下降。另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CADR值隨風(fēng)量的增大而增大；在各種不同風(fēng)量下，CADR值均隨粒徑的增大而增大。 本文的研究能為航空過(guò)濾器的開(kāi)發(fā)及機(jī)艙空氣品質(zhì)的提高提供科學(xué)依據(jù)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
降低高效空氣過(guò)濾器的阻力對(duì)于提高空氣凈化產(chǎn)品的性能、降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的成本有著重要的意義。本文通過(guò)相關(guān)的的實(shí)驗(yàn)和理論分析研究了影響高效空氣過(guò)濾器阻力的各種因素與阻力之間的關(guān)系，得出了能使高效空氣過(guò)濾器阻力zui低的*褶間距和*褶深的具體數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出了高效空氣過(guò)濾器的阻力計(jì)算公式以及其他結(jié)論。 高效空氣過(guò)濾器的阻力與濾紙?zhí)匦?、濾紙褶間距、濾紙褶深、濾紙褶形狀、氣流溫度等有關(guān)。減小濾紙褶間距和增大濾紙褶深都可以增大過(guò)濾面積，減小濾紙阻力，但同時(shí)會(huì)增大結(jié)構(gòu)阻力，因此存在*的褶間距和褶深使過(guò)濾器的阻力zui低。不同的濾紙有不同的*結(jié)構(gòu)參數(shù)。在本課題中，對(duì)于用濾紙A制造的平板密褶型高效空氣過(guò)濾器，褶深分別為30 mm、52 mm和73 mm時(shí)相應(yīng)的*褶間距分別為2.7 mm、3.4 mm和4.0 mm,改用濾紙B后，同樣褶深對(duì)應(yīng)的*褶間距分別為2.5 mm、3.1 mm、3.7 mm。對(duì)于用濾紙A制作的平板密褶型高效空氣過(guò)濾器，褶間距為3.3mm時(shí)，*的褶深度介于52mm～63mm。有隔板高效空氣過(guò)濾器的褶間距和褶深也存在著類(lèi)似的規(guī)律。V形剖面的濾紙褶是一種比矩形剖面的濾紙褶阻力更低的氣流通道形式。 根據(jù)高效空氣過(guò)濾器內(nèi)氣流流動(dòng)狀況，推導(dǎo)出高效空氣過(guò)濾器阻力的理論計(jì)算公式。該公式對(duì)常見(jiàn)的有隔板高效空氣過(guò)濾器和部分平板密褶型高效空氣過(guò)濾器的適用性較好。但不大適用于大褶深、小褶間距的平板密褶型高效空氣過(guò)濾器。本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化在降低過(guò)濾器阻力的同時(shí)，對(duì)過(guò)濾效率沒(méi)有明顯影響。

WILKERSON威爾克森高效過(guò)濾器性能分析
測(cè)試氣流的溫度升高，過(guò)濾器阻力隨之變大。不同廠家、不同批次的濾紙阻力特性有較大差距，本實(shí)驗(yàn)中有隔板高效空氣過(guò)濾器的阻力比平板密褶型高效空氣過(guò)濾器的阻力更均勻。在進(jìn)行高效空氣過(guò)濾器阻力研究時(shí)必須考慮氣流溫度、濾紙、制造工藝的影響。