一、空氣濾清器有幾種類型？

空氣濾清器一般有紙質和油浴式兩種類型。

由于紙質濾清器具有濾清效率高、質量輕、成本低、維護方便等優點，已被廣泛采用。紙質濾芯的濾清效率高達99.5%以上，油浴式濾清器的濾清效率在正常的情況下濾清效率為95－96%。

轎車上廣泛使用的空氣濾清器是紙質濾清器，又分為干式和濕式兩種。對干式濾芯來說，一旦浸入油液或水分，濾清阻力就會急劇增大，因此清潔時切忌接觸水分或油液，否則必須更換新件。

在發動機運轉時，進氣是斷續的，從而引起空氣濾清器殼體內的空氣振動，如果空氣壓力波動太大，有時會影響發動機的進氣。此外，這時也將加大進氣噪聲。為了抑制進氣噪聲，可以加大空氣濾清器殼體的容積，有的還在其中布置了隔板，以減小諧振。

空氣濾清器的濾芯分為干式濾芯和濕式濾芯兩種。干式濾芯材料為濾紙或無紡布。為了增加空氣通過面積，濾芯大都加工出許多細小的摺皺。當濾芯輕度污損時，可以使用壓縮空氣吹凈，當濾芯污損嚴重時應當及時更換新芯。

濕式濾芯使用海棉狀的聚氨脂類材料制造，裝用時應滴加一些機油，用手揉勻，以便吸附空氣中的異物。如果濾芯污損之后，可以用清洗油進行清洗，過分污損也應該更換新濾芯。

如果濾芯阻塞嚴重，將使進氣阻力增加，發動機功率下降。同時由于空氣阻力增加，也會增加吸進的汽油量，導致混合比過濃，從而使發動機運轉狀態變壞，增加燃料消耗，也容易產生積炭。平時應該養成經常檢查空氣濾清器濾芯的習慣。

二、什么是無隔板高效過濾器呢？

外框主要使用：鋁合金型材、多層板框、鋁板框、鍍鋅鋼板框，使用最多為鋁合金型材框，主要制作成立方體形結構。無隔板濾器特性。結構特性濾料特性多采用玻璃纖維，化纖類逐漸在使用，目前國外有些廠家采用帶靜電的聚四氟乙烯纖維（駐極體）制造高效過濾器、俗稱PTFE。無隔板與有隔板的區別高效結構又有和之分。無隔板主要采用熱溶膠作為濾芯的分隔物，便于機械化生產。加之其具有體積小、重量輕、便于安裝、效率穩定、風速均勻的優點，目前潔凈廠房所需的大批量的過濾器多采用無隔板結構。有隔板高效，多采用鋁箔、紙做成折疊狀作為濾芯分隔物，形成空氣通道。分隔板有采用優質牛皮紙，熱滾壓成形或采用膠版紙作分隔板。目前，多采用雙面上膠的銅版紙作分隔板，主要目的是為了防止分隔板受冷熱干濕的影響發生收縮，從而散發微粒。在溫濕度發生變化時，這種隔板紙可能會有較大顆粒散發，從而造成潔凈廠房潔凈度測試不合格。所以，對于潔凈度要求較高的場所，應推薦客戶使用無隔板高效空氣過濾器。國外的有隔板過濾器的價格要高于無隔板價格，所以國外使用有隔板的場所較少。此外，與有隔板過濾器的矩形通道相比，無隔板過濾器的V形通道進一步改善了容塵的均勻性，延長了使用壽命。通風用無隔板過濾器可避免使用金屬部件，易于廢棄處理，符合日益嚴格的環保要求。除了某些耐高溫和高安全性要求的特殊場合，無隔板過濾器均可取代有隔板過濾器。

攔截空氣中的塵埃粒子，隨氣流作慣性運動或無規則布朗運動或受某種場力的作用而移動，當微粒運動撞到其它物體，物體間存在的范德華力（是分子與分子、分子團與分子團之間的力）使微粒粘到纖維表面。進入過濾介質的塵埃有較多撞擊介質的機會，撞上介質就會被粘住。較小的粉塵相互碰撞會相互粘結形成較大顆粒而沉降，空氣中粉塵的顆粒濃度相對穩定。室內及墻壁的退色就因為這原因。把纖維過濾器像篩子一樣看待是錯誤的。慣性和擴散顆粒粉塵在氣流中作慣性運動，當遇到排列雜亂的纖維時，氣流改變方向，粒因慣性偏離方向，撞到纖維上而被粘結。粒子越大越容易撞擊，效果越好。

功能特性當減少過濾器的尺寸和重量時還可以提升它的風量。對于很小的空間對風速的需求可以生產更大風量的產品。為了便于搬運、安裝，可以提供較小，較輕的外框以降低重量。 很好的產品設計可以靈活地對產品進行安裝、更換及升級。 產品性能好于2倍外框高度的有隔板過濾器。55mm , 70mm及75mm褶高的產品可以降低產品阻力，提高過濾效率，性能好于市場上其它的無隔板產品。當使用 55mm 70mm , 75mm 褶高的產品是可以減低產品阻力為系統帶來節能效益。

三、汽車空氣濾芯設備

空氣濾清器是對空氣進行凈化的裝置，它由殼體和濾芯組成，濾芯布置在殼體內。大氣中有各種異物，例如灰塵、砂粒等，它們將加速發動機的磨損，從而降低發動機的使用壽命。有時輪胎會帶起飛石，一旦進入發動機，就能使發動機嚴重損壞。空氣濾清器能防止出現這種情況。

為了增加進氣量，空氣濾清器殼體一般都較大，許多賽車甚到把車架的一部分設計成空氣濾清器殼體，以提高其容積。

在發動機運轉時，進氣是斷續的，從而引起空氣濾清器殼體內的空氣振動，如果空氣壓力波動太大，有時會影響發動機的進氣。此外，這時也將加大進氣噪聲。為了抑制進氣噪聲，可以加大空氣濾清器殼體的容積，有的還在其中布置了隔板，以減小諧振。

四、核級高效空氣過濾器的結構與阻力有什么關系

高效空氣過濾器(High-Efficiency ParticulateAirFilter, HEPA Filter)能夠在極高收集效率(≥99.97%

)下去除低濃度的亞微米粒子,美國原子能委員會于20世紀40年代就將其用于實驗型反應堆中去除放射性塵埃(Anglenetal.,

2003),現在已成為世界各國核工業中普遍采用的防止放射性氣溶膠污染大氣的一種重要的環保設備.降低高效空氣過濾器的阻力,可以明顯降低通風系統的建造和運行成本.研究阻力與其他結構參數之間的關系、降低過濾器阻力是過濾理論及實驗研究的核心任務之一(付海明等,

2003).

過濾理論及實驗研究始于20世紀初. 1922年,Freundlich提出在0. 1~0. 2μm半徑范圍內的氣溶膠顆粒物存在最大滲透率(Spurny,

1997).此后,國內外許多學者對空氣過濾理論進行了大量的研究,給出了過濾器阻力的計算公式,但計算結果與實測數據存在較大的偏差(林忠平,

1998;許鐘麟,1998).Thomas(2001)等對非穩態條件下的過濾器阻力進行了實驗和模擬研究.到目前為止,現有的理論無法直接用于指導過濾器的生產實踐.本文通過實驗改進高效空氣過濾器的結構形式,找出阻力最低時高效空氣過濾器的結構參數,探討高效過濾器的結構與阻力之間的關系,對于開發高性能的空氣過濾器、探討過濾理論具有重要的意義.

高效空氣過濾器的阻力分為過濾材料阻力和結構阻力兩部分.

過濾材料阻力

目前,人們習慣用達西定律來研究過濾材料的阻力.過濾理論認為,在低流速、小雷諾數的情況下,多孔介質兩端的壓差服從達西(Darcy)定律:

過濾器結構阻力

在過濾器結構阻力方面,相關的理論研究較少.結構阻力分為兩部分,一部分是空氣流進、流出過濾器時,由于通風面積發生突變(進風時突縮、出風時突擴)而產生的能量損失;一部分是空氣在過濾器內流動時受到過濾材料、分隔物阻擋、摩擦而產生的能量損失.通過研究空氣在過濾器氣流通道內的流動情況,可以計算結構阻力.

通過實驗來確定合理的高效空氣過濾器的結構參數

在過濾器的過濾材料、外形尺寸、通風量一定時,增加過濾器的濾料面積可以降低空氣穿過過濾材料的速度.根據公式(1),會降低濾料阻力.同時,增加濾料面積時所采取的措施(如減小濾紙褶的間距、增大濾紙褶的深度),常常會導致結構阻力的升高.綜合作用的結果就是存在最佳的結構參數,使過濾器的總阻力最低.現有的理論無法得出準確的結構參數,使高效空氣過濾器的阻力降至最低,因此,通過實驗研究.優化阻力最低時高效空氣過濾器的結構參數,可以指導過濾器的生產和開發.本文從過濾材料的褶間距、褶深度、褶形狀三個方面來研究過濾器的結構與阻力的關系.

實驗過濾器選用平板密褶型高效空氣過濾器和有隔板的高效空氣過濾器,過濾材料選用進口的和國產的高效空氣過濾玻纖濾紙(本文中分別用濾紙A和濾紙B表示).

過濾材料的阻力特性

目前,高效空氣過濾材料有玻纖濾紙、駐極體聚丙烯、PTFE等(范存養等,

2001),其中玻纖濾紙性能穩定、價格合理,是主流的高效空氣過濾材料,而其他過濾材料或價格昂貴或性能不穩定,尚未得到廣泛應用.圖1為本實驗中選用的兩種過濾材料的阻力性能測試結果.可以看出,進口濾紙A的阻力明顯低于國產濾紙B.

褶間距對阻力的影響

在高效空氣過濾器外形尺寸一定的情況下,減小濾料的褶間距,可以增加過濾器的濾料面積,減小濾速,降低氣流穿透濾料的阻力.但隨著褶間距的減小,氣流通道也將變小,會增大氣流在氣道內流動的能量損失(阻力).所以,存在一合適的褶間距,使過濾器的總阻力降至最低.為此,本文對不同濾料、不同褶間距的3種尺寸的平板密褶型高效空氣過濾器,在1000

m3.h-1風量下的阻力進行了測試,

褶深度對阻力的影響

在對過濾器的深度尺寸沒有嚴格要求的情況下,增加濾料褶的深度也可以有效增加濾料面積,降低氣流穿透濾料的阻力.濾料褶深度的增加,同樣會導致氣流通道內摩擦阻力的增大,因此,也存在一個最合理的使過濾器阻力最低的濾料褶深度.

組用國產濾料B制作的有隔板的高效空氣過濾器的阻力曲線.在常用的有隔板HEPA過濾器的深度范圍內(120~320mm),增加過濾器深度可有效降低過濾器阻力.過濾器深度較小(120

mm)時,這種影響更大;當過濾器深度較大(292 mm)時,增加深度導致的阻力降低不明顯.

可見,對于固定的濾料褶間距,對應有最佳的使過濾器阻力最低的濾料褶深度.為了降低過濾器阻力,可以增加濾料褶深度,但同時必須考慮調整濾料的褶間距.

褶形狀對阻力的影響

通常,波紋分隔板一邊抵住濾料褶的底部,一邊露出濾料褶5mm,其寬度比濾料褶的深度大5~8mm,形成矩形剖面的氣流通道.減小波紋分隔板的寬度,通過特定的制造工藝,可以使濾料褶的底部形成大小不一的V字形狀

顯然,當濾料褶數和褶深度相同時,采用V字形剖面氣流通道的過濾器,與采用矩形剖面氣流通道的過濾器相比,濾料面積要略小(矩形氣流通道,即d=0時,過濾器的濾料面積為23.

9 m2;d=30mm時V字形剖面氣流通道的過濾器,濾料面積為23.6 m2.

).但根據阻力的實測情況來看,過濾器的阻力反而更低.即V字形剖面的氣流通道可以用更小的濾料面積獲得更低的過濾器阻力.當d=15 mm時,濾料面積為23. 608

m2;當d=40mm時,濾料面積為23. 602

m2,可以認為,兩者的過濾面積基本相同,所以過濾器的濾料阻力也基本相同,這時過濾器的阻力差(12Pa)基本上就是結構阻力的差值,可見,V字形剖面的氣流通道是一種阻力更低的氣流通道形式.斜波紋板有隔板的高效空氣過濾器,不僅是增加了過濾面積,實際上也是采用了一種更優的氣流通道形式.

根據公式(3),作者對實驗中的36臺有隔板的HEPA過濾器的阻力進行了計算,計算結果和實測結果如表4所示.計算值和實測值的偏差主要是濾料的不均勻性、工藝的不穩定性以及某些參數選取的不確定性引起的.

對過濾器的效率的影響

過濾器的效率按GB 6165-85規定,進行了鈉焰法測試.測試效率時的風量與測試阻力時的風量相同,結果表明,過濾器的效率均不低于99.

99%.但不同結構參數的HEPA過濾器,其過濾效率不存在明顯的規律.結構最優、阻力最低的過濾器,效率不一定最高.這說明,合理的結構優化能在保證效率的前提下明顯降低HEPA過濾器的阻力.

結論(Conclusions)

1)存在最佳的結構參數使HEPA過濾器的阻力最低,但理論計算值與實際情況尚有差距.

2)不同的過濾材料對應有不同的過濾器最佳結構參數.進口濾料的褶深為33、52 mm和73 mm時,對應阻力最低的褶間距分別為2. 7、3. 4

mm和4. 0 mm;國產濾料的褶深為33、52、73、105 mm和245 mm時,對應阻力最低的褶間距分別為2. 5、3.1、3. 7、4. 8 mm和5.

4 mm.

3) V字形氣流通道是一種阻力更低的氣流通道形式.合理的結構優化能在保證效率的前提下,明顯降低高效空氣過濾器的阻力.