De ûntwikkeling fan 'e moderne yndustry hat tanimmende easken steld oan 'e omjouwing fan eksperimintearjen, ûndersyk en produksje. De wichtichste manier om oan dizze eask te foldwaan is it breed brûken fan loftfilters yn skjinne airconditioningsystemen. Under harren binne HEPA- en ULPA-filters de lêste beskerming foar stofdieltsjes dy't de skjinne keamer yngeane. De prestaasjes binne direkt relatearre oan it nivo fan 'e skjinne keamer, wat op syn beurt ynfloed hat op 'e proses- en produktkwaliteit. Dêrom is it betsjuttingsfol om eksperiminteel ûndersyk nei it filter út te fieren. De wjerstânsprestaasjes en filtraasjeprestaasjes fan 'e twa filters waarden fergelike by ferskate wynsnelheden troch de filtraasje-effisjinsje fan it glêstriedfilter en it PTFE-filter te mjitten foar 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm PAO-dieltsjes. De resultaten litte sjen dat wynsnelheid in heul wichtige faktor is dy't de filtraasje-effisjinsje fan HEPA-loftfilters beynfloedet. Hoe heger de wynsnelheid, hoe leger de filtraasje-effisjinsje, en it effekt is dúdliker foar PTFE-filters.
Kaaiwurden:HEPA-luchtfilter; Wjerstânsprestaasjes; filtraasjeprestaasjes; PTFE-filterpapier; glêstriedfilterpapier; glêstriedfilter.
CLC-nûmer: X964 Dokumintidentifikaasjekoade: A
Mei de trochgeande ûntwikkeling fan wittenskip en technology binne de produksje en modernisaasje fan moderne yndustriële produkten hieltyd mear easken steld oan de skjinens fan 'e binnenlucht. Benammen mikro-elektroanika, medyske, gemyske, biologyske, fiedingsferwurkings- en oare yndustryen fereaskje miniaturisaasje. Presyzje, hege suverens, hege kwaliteit en hege betrouberens fan 'e binnenomjouwing, dy't hieltyd hegere easken stelle oan 'e prestaasjes fan HEPA-luchtfilters, dus hoe't in HEPA-filter makke wurde moat om te foldwaan oan 'e fraach fan konsuminten is in driuwende needsaak wurden foar fabrikanten. Ien fan 'e oploste problemen [1-2]. It is bekend dat de wjerstânsprestaasjes en de filtraasje-effisjinsje fan it filter twa wichtige yndikatoaren binne foar it evaluearjen fan it filter. Dit artikel besiket de filtraasjeprestaasjes en wjerstânsprestaasjes fan it HEPA-luchtfilter fan ferskate filtermaterialen te analysearjen troch eksperiminten [3], en de ferskate struktueren fan itselde filtermateriaal. De filtraasjeprestaasjes en wjerstânseigenskippen fan it filter leverje in teoretyske basis foar de filterfabrikant.
1 Analyse fan testmetoaden
Der binne in soad metoaden foar it detektearjen fan HEPA-luchtfilters, en ferskate lannen hawwe ferskillende noarmen. Yn 1956 ûntwikkele de Amerikaanske Militêre Kommisje de USMIL-STD282, in HEPA-luchtfilterteststandert, en de DOP-metoade foar effisjinsjetesten. Yn 1965 waard de Britske standert BS3928 fêststeld, en waard de natriumflammemetoade foar effisjinsjedeteksje brûkt. Yn 1973 ûntwikkele de European Ventilation Association de Eurovent 4/4-standert, dy't de natriumflammedeteksjemetoade folge. Letter stelde de American Society for Environmental Testing and Filter Efficiency Science in searje ferlykbere noarmen gear foar oanrikkemandearre testmetoaden, allegear mei de DOP-kalipertelmetoade. Yn 1999 stelde Europa de BSEN1822-standert fêst, dy't de meast transparante dieltsjegrutte (MPPS) brûkt om filtraasje-effisjinsje te detektearjen [4]. De deteksjestandert fan Sina brûkt de natriumflammemetoade. It HEPA-luchtfilterprestaasjedeteksjesysteem dat yn dit eksperimint brûkt wurdt, is ûntwikkele op basis fan 'e US 52.2-standert. De deteksjemetoade brûkt in kalipertelmetoade, en de aerosol brûkt PAO-dieltsjes.
1. 1 haadynstrumint
Dit eksperimint brûkt twa dieltsjetellers, dy't ienfâldich, handich, rap en yntuïtyf binne yn ferliking mei oare apparatuer foar it testen fan dieltsjekonsintraasje [5]. De boppesteande foardielen fan 'e dieltsjeteller meitsje dat it stadichoan oare metoaden ferfangt en de wichtichste testmetoade foar dieltsjekonsintraasje wurdt. Se kinne sawol it oantal dieltsjes as de dieltsjegrutteferdieling (d.w.s. telle) telle, wat de kearnapparatuer fan dit eksperimint is. De samplingstreamsnelheid is 28,6 LPM, en de koalstofleaze fakuümpomp hat de skaaimerken fan leech lûd en stabile prestaasjes. As de opsje ynstalleare is, kinne de temperatuer en fochtigens, lykas de wynsnelheid, metten wurde en it filter test wurde.
It deteksjesysteem brûkt aerosolen mei PAO-dieltsjes as stof om te filterjen. Wy brûke de aerosolgenerators (Aerosolgeneraasjes) fan it TDA-5B-model produsearre yn 'e Feriene Steaten. It foarkommen is 500 – 65000 cfm (1 cfm = 28,6 LPM), en de konsintraasje is 100 μg / L, 6500 cfm; 10 μg / L, 6500 cfm.
1. 2 skjinne keamer
Om de krektens fan it eksperimint te ferbetterjen, waard it laboratoarium fan nivo 10.000 ûntwurpen en ynrjochte neffens de Amerikaanske Federale Standert 209C. De coatingflier wurdt brûkt, dy't karakterisearre wurdt troch de foardielen fan terrazzo, wearbestindigens, goede ôfsluting, fleksibiliteit en yngewikkelde konstruksje. It materiaal is epoksylak en de muorre is makke fan gearstalde skjinne keamergevelbekleding. De keamer is foarsjoen fan 220v, 2 × 40w suveringslampen foar 6 persoanen en ynrjochte neffens de easken fan ferljochting en fjildapparatuer. De skjinne keamer hat 4 loftútlaten oan 'e boppekant en 4 loftretourpoarten. De loftdouche is ûntworpen foar ien gewoane oanrekkingskontrôle. De loftdouchetiid is 0-100s, en de wynsnelheid fan elke ferstelbere sirkulearjende loftvolumintûs is grutter as of gelyk oan 20ms. Omdat it oerflak fan 'e skjinne keamer <50m2 is en it personiel <5 minsken is, is in feilige útgong foarsjoen foar de skjinne keamer. It selektearre HEPA-filter is GB01 × 4, it loftfolume is 1000 m3 / h, en de filtraasje-effisjinsje is grutter as of gelyk oan 0,5 μm en 99,995%.
1. 3 eksperimintele samples
De modellen fan it glêstriedfilter binne: 610 (L) × 610 (H) × 150 (B) mm, baffle-type, 75 rimpels, grutte 610 (L) × 610 (H) × 90 (B) Mm, mei 200 plooien, PTFE-filtergrutte 480 (L) × 480 (H) × 70 (B) mm, sûnder baffle-type, mei 100 rimpels.
2 Basisprinsipes
It basisprinsipe fan 'e testbank is dat de fentilator yn 'e loft blaasd wurdt. Om't de HEPA/UEPA ek foarsjoen is fan in HEPA-luchtfilter, kin der fan útgien wurde dat de loft skjinne loft wurden is foardat it de testte HEPA/UEPA berikt. It apparaat stjoert PAO-dieltsjes yn 'e piiplieding om in winske konsintraasje fan stofhâldend gas te foarmjen en brûkt in laserdieltsjesteller om de dieltsjeskonsintraasje te bepalen. It stofhâldende gas streamt dan troch de testte HEPA/UEPA, en de stofdieltsjeskonsintraasje yn 'e loft dy't filtere wurdt troch HEPA/UEPA wurdt ek metten mei in laserdieltsjesteller, en de stofkonsintraasje fan 'e loft foar en nei it filter wurdt fergelike, wêrtroch't de prestaasjes fan it HEPA/UEPA-filter bepaald wurde. Derneist binne samplinggatten respektivelik foar en nei it filter pleatst, en de wjerstân fan elke wynsnelheid wurdt hifke mei in tiltmikro-drukmeter hjir.
3 ferliking fan filterresistinsjeprestaasjes
De wjerstânskarakteristiken fan HEPA binne ien fan 'e wichtige skaaimerken fan HEPA. Under it útgongspunt om te foldwaan oan 'e effisjinsje fan' e fraach fan minsken, binne de wjerstânskarakteristiken relatearre oan 'e kosten fan gebrûk, de wjerstân is lyts, it enerzjyferbrûk is lyts, en de kosten wurde besparre. Dêrom is de wjerstânsprestaasje fan it filter in soarch wurden. Ien fan 'e wichtige yndikatoaren.
Neffens de eksperimintele mjitgegevens wurdt de relaasje tusken de gemiddelde wynsnelheid fan 'e twa ferskillende strukturele filters fan 'e glêstried en it PTFE-filter en it ferskil yn filterdruk krigen.De relaasje wurdt werjûn yn figuer 2:
Ut de eksperimintele gegevens kin sjoen wurde dat as de wynsnelheid tanimt, de wjerstân fan it filter lineêr tanimt fan leech nei heech, en de twa rjochte linen fan 'e twa filters fan glêstried komme yn essinsje oerien. It is maklik te sjen dat as de wynsnelheid fan 'e filtraasje 1 m/s is, de wjerstân fan it glêstriedfilter sawat fjouwer kear dy fan it PTFE-filter is.
Mei it kennen fan it oerflak fan it filter kin de relaasje tusken de oerflaksnelheid en it ferskil yn filterdruk ôflaat wurde:
Ut de eksperimintele gegevens kin sjoen wurde dat as de wynsnelheid tanimt, de wjerstân fan it filter lineêr tanimt fan leech nei heech, en de twa rjochte linen fan 'e twa filters fan glêstried komme yn essinsje oerien. It is maklik te sjen dat as de wynsnelheid fan 'e filtraasje 1 m/s is, de wjerstân fan it glêstriedfilter sawat fjouwer kear dy fan it PTFE-filter is.
Mei it kennen fan it oerflak fan it filter kin de relaasje tusken de oerflaksnelheid en it ferskil yn filterdruk ôflaat wurde:
Troch it ferskil tusken de oerflaksnelheid fan 'e twa soarten filterfilters en it ferskil yn filterdruk fan 'e twa filterpapieren, is de wjerstân fan it filter mei de spesifikaasje fan 610 × 610 × 90 mm by deselde oerflaksnelheid heger as de spesifikaasje 610 ×. Wjerstân fan it 610 x 150 mm filter.
It is lykwols dúdlik dat by deselde oerflaksnelheid de wjerstân fan it glêsfezelfilter heger is as de wjerstân fan PTFE. It lit sjen dat PTFE superieur is oan glêsfezelfilters yn termen fan wjerstânsprestaasjes. Om de skaaimerken fan glêsfezelfilters en PTFE-wjerstân fierder te begripen, waarden fierdere eksperiminten útfierd. Bestudearje direkt de wjerstân fan 'e twa filterpapieren as de wynsnelheid fan it filter feroaret, de eksperimintele resultaten wurde hjirûnder werjûn:
Dit befêstiget fierder de eardere konklúzje dat de wjerstân fan glêstriedfilterpapier heger is as dy fan PTFE ûnder deselde wynsnelheid [6].
4 ferliking fan filterprestaasjes
Neffens de eksperimintele omstannichheden kin de filtraasje-effisjinsje fan it filter foar dieltsjes mei in dieltsjegrutte fan 0,3 μm, 0,5 μm en 1,0 μm by ferskate wynsnelheden metten wurde, en de folgjende tabel wurdt krigen:
Fansels is de filtraasje-effisjinsje fan 'e twa glêstriedfilters foar dieltsjes fan 1,0 μm by ferskillende wynsnelheden 100%, en de filtraasje-effisjinsje fan dieltsjes fan 0,3 μm en 0,5 μm nimt ôf mei de tanimming fan 'e wynsnelheid. It is te sjen dat de filtraasje-effisjinsje fan it filter foar de grutte dieltsjes heger is as dy fan 'e lytse dieltsjes, en de filtraasjeprestaasjes fan it filter fan 610 × 610 × 150 mm binne superieur oan it filter fan 'e spesifikaasje 610 × 610 × 90 mm.
Mei deselde metoade wurdt in grafyk krigen dy't de relaasje sjen lit tusken de filtraasje-effisjinsje fan it 480 × 480 × 70 mm PTFE-filter as funksje fan wynsnelheid:
As wy Fig. 5 en Fig. 6 fergelykje, is it filtraasjeeffekt fan it 0.3 μm, 0.5 μm dieltsjesglêsfilter better, foaral foar it 0.3 μm stofkontrasteffekt. It filtraasjeeffekt fan 'e trije dieltsjes op 1 μm dieltsjes wie 100%.
Om de filterprestaasjes fan it glêsfezelfilter en it PTFE-filtermateriaal yntuïtiver te fergelykjen, waarden de filterprestaasjetests direkt útfierd op 'e twa filterpapieren, en de folgjende tabel waard krigen:
De boppesteande tabel wurdt krigen troch it mjitten fan it filtraasjeeffekt fan PTFE- en glêsfezelfilterpapier op dieltsjes fan 0,3 μm by ferskate wynsnelheden [7-8]. It is dúdlik dat de filtraasje-effisjinsje fan PTFE-filterpapier leger is as dy fan glêsfezelfilterpapier.
Mei it each op de wjerstânseigenskippen en filtraasjeeigenskippen fan it filtermateriaal, is it maklik te sjen dat it PTFE-filtermateriaal geskikter is foar it meitsjen fan grove of sub-HEPA-filters, en it glêsfezelfiltermateriaal geskikter is foar it meitsjen fan HEPA- of ultra-HEPA-filters.
5 Konklúzje
De perspektiven foar ferskate filtertapassingen wurde ûndersocht troch de wjerstânseigenskippen en filtraasjeeigenskippen fan PTFE-filters te fergelykjen mei glêsfezelfilters. Ut it eksperimint kinne wy de konklúzje lûke dat wynsnelheid in heul wichtige faktor is dy't it filtraasjeeffekt fan in HEPA-luchtfilter beynfloedet. Hoe heger de wynsnelheid, hoe leger de filtraasjeeffisjinsje, hoe dúdliker it effekt op it PTFE-filter, en oer it algemien hat it PTFE-filter in leger filtraasjeeffekt as it glêsfezelfilter, mar syn wjerstân is leger as dy fan it glêsfezelfilter. Dêrom is it PTFE-filtermateriaal geskikter foar it meitsjen fan in rûch of sub-hege effisjinsjefilter, en it glêsfezelfiltermateriaal is geskikter foar de produksje fan in effisjint of ultra-effisjint filter. It glêsfezel HEPA-filter mei in spesifikaasje fan 610 × 610 × 150 mm is leger as it 610 × 610 × 90 mm glêsfezel HEPA-filter, en de filtraasjeprestaasje is better as it 610 × 610 × 90 mm glêsfezel HEPA-filter. Op it stuit is de priis fan suver PTFE-filtermateriaal heger as dy fan glêsfezel. Yn ferliking mei glêstried hat PTFE lykwols bettere temperatuerresistinsje, korrosjeresistinsje en hydrolyseresistinsje as glêstried. Dêrom moatte ferskate faktoaren wurde beskôge by it produsearjen fan filters. Kombinearje technyske prestaasjes en ekonomyske prestaasjes.
Referinsjes:
[1] Liu Laihong, Wang Shihong. Untwikkeling en tapassing fan loftfilters [J] • Filterjen en skieding, 2000, 10(4): 8-10.
[2] CN Davis Loftfilter [M], oerset troch Huang Riguang. Peking: Atomic Energy Press, 1979.
[3] GB/T6165-1985 metoade foar it testen fan 'e prestaasjes fan hege effisjinsje-luchtfilters, transmittânsje en wjerstân [M]. Nasjonaal Buro foar Normen, 1985.
[4] Xing Songnian. Deteksjemetoade en praktyske tapassing fan hege effisjinsje loftfilter [J] • Bioprotective Epidemic Prevention Equipment, 2005, 26(1): 29-31.
[5] Hochrainer. Fierdere ûntwikkelingen fan 'e dieltsjeteller.
sizerPCS-2000 glêstried [J]•Filter Tydskrift foar Aerosolwittenskip, 2000,31(1): 771-772.
[6] E. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher etc. Pressure
DropAcrossFiberFilters[J]•Aerosol Science, 1996, 27(1): 639-640.
[7] Michael JM en Clyde Orr. Filtraasjeprinsipes en praktiken [M].
New York: Marcel Dekker Inc., 1987•
[8] Zhang Guoquan. Aerosolmeganika - teoretyske basis fan stofferwidering en suvering [M] • Peking: China Environmental Science Press, 1987.
Pleatsingstiid: Jan-06-2019