引 言
影響高效空氣過濾器性能的因素主要有：濾料性能、被過濾氣流性質(zhì)、氣流速度和過濾器結(jié)構(gòu)。歸納這些影響因素，并根據(jù)大量測量數(shù)據(jù)可得到理論上的空
氣過濾器效率、阻力計(jì)算公式。但實(shí)際測量值和理論計(jì)算值之間存在一定的誤差，因此，有必要從實(shí)際檢測結(jié)果來分析影響空氣過濾器性能的主要因素。
本文對高效空氣過濾器檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果進(jìn)行分析，得出影響其性能的主要因素。
1 空氣過濾器檢測方法的概況
空氣過濾器檢測系統(tǒng)分為高效空氣過濾器系統(tǒng)和一般通風(fēng)用空氣過濾器2類。高效空氣過濾器的檢測按gb6165—85及其修訂版gb12554—92執(zhí)行。此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定效率檢測方法為鈉焰法和油霧法[】]。一般通風(fēng)用空氣過濾器的檢測按gb12218—89及其修訂后的gb14295—93執(zhí)行，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定效率檢測方法為大氣塵
粒徑分組計(jì)數(shù)法l2j。
過濾器檢測標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展如下：1956年美事委員會(huì)制定了高效空氣過濾器檢測標(biāo)準(zhǔn)us mil—std282，效率檢測用dop法。1965年英國制定了英國標(biāo)準(zhǔn)bs
3928，效率檢測用鈉焰法。1973年歐洲通風(fēng)協(xié)會(huì)制定了eurovent 4／4標(biāo)準(zhǔn)，沿用了鈉焰檢測法。后來美國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)編制了一系列推薦檢測方法的類似標(biāo)準(zhǔn)，均采用dop計(jì)徑計(jì)數(shù)法檢測過濾器效率。歐洲在1999年制定了bs en1822標(biāo)準(zhǔn)，采用最易透過粒徑(mpps)檢測過濾效率。我國檢測標(biāo)準(zhǔn)采用鈉焰法，是根據(jù)鈉原子被氫氣火焰激發(fā)后發(fā)出波長為589 nm的特征光，光的強(qiáng)度與氣溶膠質(zhì)量濃度成比例的原理，通過檢測被測過濾器前后光強(qiáng)度的比值來計(jì)算過濾效率[3j。
1938年美國國家標(biāo)準(zhǔn)制定了針對中效空氣過濾器的比色效率檢測法，按塵源又分為人工塵比色效率法和大氣塵比色效率法2種。1952年美國過濾器研究所制定的af1人工塵計(jì)重法，主要用于粗效過濾器。ashrae52—76影響，2o世紀(jì)8o年代國內(nèi)提出采用大氣塵計(jì)徑計(jì)數(shù)法作為一般通風(fēng)用過濾器檢測方法。
人工塵計(jì)重法是以人工塵為塵源，通過檢測被測過濾器前后人工塵質(zhì)量變化來確定過濾器的過濾效率；比色效率法是根據(jù)采樣前后由于積塵使濾紙的光通量或色度發(fā)生變化，采用比色計(jì)來判別其差異，從而得出過濾器的效率；計(jì)徑計(jì)數(shù)法是通過白熾光源或激光光源的粒子計(jì)數(shù)器測量被測過濾器前后各粒徑檔的累積粒子數(shù)目確定各粒徑檔的累積計(jì)數(shù)效率，此方法給出一條隨粒徑變化的過濾效率曲線，能夠更全面地反映過濾器的性能。隨著電子行業(yè)的發(fā)展，潔凈級別要求越來越高，特別是1級潔凈室的出現(xiàn)，相應(yīng)地對檢測技術(shù)和檢測儀器提出了更高的要求。為適應(yīng)這種要求，國外已研制出并開始生產(chǎn)測量0。1pm粒子的激光粒子計(jì)數(shù)器，最近又成功研制測量更小粒徑0．01 m的粒子計(jì)數(shù)器。激光粒子計(jì)數(shù)器、凝聚核粒子計(jì)數(shù)器等新型測量儀器的出現(xiàn)和氣溶膠技術(shù)的發(fā)展，為測量計(jì)徑效率提供了必要的方法和手段 ]。
空氣過濾器計(jì)數(shù)效率檢測法將過濾器的測試方法與潔凈室的檢測方法統(tǒng)一起來，因此可根據(jù)潔凈度要求正確地選擇過濾器，這是一種快速、簡單、方便的過
濾器檢測方法。鑒于此，有人提出一套將高效空氣過濾器檢測系統(tǒng)與一般通風(fēng)用空氣過濾器檢測系統(tǒng)合二為一的過濾器性能檢測系統(tǒng)，效率檢測用計(jì)徑計(jì)數(shù)法，經(jīng)
試驗(yàn)測試檢測效率和檢測結(jié)果均符合過濾器測試要求 ]。同時(shí)也有用于采用計(jì)數(shù)效率法檢測過濾器檢測的一般通風(fēng)用空氣過濾器的新型檢測臺。本文所述高效空氣過濾器檢測法為鈉焰法。
2 空氣過濾器檢測的結(jié)果及分析
2．1 高效空氣過濾器檢測
國內(nèi)高效空氣過濾器檢測大多采用鈉焰法，測出額定風(fēng)量下過濾器效率和阻力，本文將根據(jù)國內(nèi)通用的鈉焰法對含有質(zhì)量中值約為0．5 tzm氣溶膠的粒徑過濾氣流進(jìn)行過濾的高效空氣過濾器檢測結(jié)果分析影響空氣過濾器性能的因素。
2．1．1 空氣過濾器效率
影響纖維過濾器效率的因素主要是被過濾氣流中微粒直徑、濾料纖維粗細(xì)、濾料結(jié)構(gòu)、氣流速度、氣流的溫濕度和含塵量，歸納起來過濾器的效率高低取決于濾料的性能、被過濾氣流的性質(zhì)和氣流速度。圖1，圖2，圖3，圖4為不同型號的高效空氣過濾器在額定風(fēng)量和2o％額定風(fēng)量下的過濾效率，該檢測系統(tǒng)額定風(fēng)量為3 400 m。／h，檢測方法為鈉焰法。這幾個(gè)型號過濾器的框架結(jié)構(gòu)相同，采用不同的濾料制作而成，從檢測結(jié)果可以看出；在誤差允許范圍內(nèi)，高效空氣過濾器結(jié)構(gòu)對過濾效率影響很小，主要與濾料的性能有關(guān)；過濾氣流速度變化時(shí)會(huì)影響到過濾器的過濾效率，在相同風(fēng)量下不同型號過濾器的過濾效率略有差異，這是由于過濾面積不同而引起濾速不同。在2o額定風(fēng)量時(shí)，氣流過濾速度降低，過濾效率不降低，證明過濾器沒有泄漏之處。對相同型號過濾器而言，當(dāng)風(fēng)量、過濾面積、濾料性能相同時(shí)，過濾器效率變化不大。從圖l中檢測的2o臺ym1 型號過濾器可以看出：在額定風(fēng)量與2o 9，6額定風(fēng)量時(shí)，高效空氣過濾器效率波
動(dòng)具有類似性 ym2 ，ym3 ，ym4 (見圖2，圖3，圖4)型號過濾器也有相同結(jié)論。
2．1．2 空氣過濾器阻力
空氣過濾器阻力分析主要有2種理論：一種是通道理論，假定多孔體可以模擬成由毛細(xì)管構(gòu)成的系統(tǒng)，并對通過圓形毛細(xì)管的氣流用泊葉(poiseuille)定律
描述，kozeny、carman、clarefiburg等就采用這種理論；另一種為阻力理論，假定代表多孔體的具有一定幾何形狀的模型盡可能逼真同時(shí)又很簡單，能夠計(jì)算速度場，再知道整個(gè)過濾器的阻力，kuwabara等學(xué)者采用了這種理論l5 ]。研究表明過濾器的阻力主要與氣流速度、過濾面積、過濾器結(jié)構(gòu)、氣體粘度、氣體平均自由程、纖維平均半徑和填充密度有關(guān)。歸納這些影響圜素，可把過濾器阻力看作結(jié)構(gòu)阻力與濾料阻力2部分之和，得出相應(yīng)的阻力計(jì)算關(guān)聯(lián)式。從大量實(shí)驗(yàn)測出數(shù)據(jù)和理論計(jì)算可以看出：實(shí)驗(yàn)值和理論計(jì)算值存在一定的誤差，這主要是由于理論所建立的模型與過濾器中實(shí)際流場不吻合所致，同時(shí)為簡化計(jì)算所做的假設(shè)也是一種理想狀況。從圖5，圖6可看出：就相同型號過濾器而畝，在相同額定風(fēng)量下，結(jié)構(gòu)阻力相等，總阻力大小并不一樣，主要是由于濾料阻力不同致使其總阻力不同；不同結(jié)構(gòu)過濾器在相同風(fēng)量下阻力也不相等，這說明結(jié)構(gòu)阻力除和過濾器固有結(jié)構(gòu)有關(guān)外，也受濾料性能影響，和濾料透過性能會(huì)影響過濾器通道內(nèi)的氣流狀態(tài)從而影響到結(jié)構(gòu)阻力有關(guān)。
2．2 檢測結(jié)果分析
由高效空氣過濾器檢測結(jié)果可知：濾料性能和氣流速度是影響空氣過濾器性能主要因素。相同結(jié)構(gòu)不同濾料過濾器的過濾效率、阻力測試結(jié)果不同；相同型
號過濾器因氣流速度不同，過濾器的效率、阻力測試結(jié)果也不同。
3 結(jié) 論
從檢測結(jié)果和上述分析可知：濾料性能、氣流速度是影響空氣過濾器過濾效率的主要因素；影響空氣過濾器阻力的主要因索有風(fēng)景、過濾器結(jié)構(gòu)、濾料性能。濾料性能是影響空氣過濾器性能的主要因素之一。