第三章空气洁净设备及其应用课件.ppt
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- 第三 空气 洁净 设备 及其 应用 课件
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1、第第3 3章章 空气洁净设备及其应用空气洁净设备及其应用1本章学习要求本章学习要求 1、重点是空气过滤器的有关知识。了解空气过滤器的过滤原理,理解空气过滤器的检测试验方法,掌握空气过滤器的选用及影响效率的因素。2、了解其他形式的净化设备。23.1 空气过滤器空气过滤器 空气过滤器是洁净空调系统中的空气过滤器是洁净空调系统中的关键设备关键设备,它,它的的性能直接影响性能直接影响洁净空调系统的洁净空调系统的洁净度级别和洁净度级别和空调净化效果空调净化效果,洁净空调系统必须选用合适的,洁净空调系统必须选用合适的空气过滤器,并保证其运行可靠。空气过滤器,并保证其运行可靠。33.1.1 空气过滤器的性能
2、与分类空气过滤器的性能与分类 1.1.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标(1)过滤效率)过滤效率是空气过滤器最重要的指标 定义定义:它是指在额定风量额定风量下,过滤器前后空气含尘浓度之差与过滤器前空气含尘浓度之比的百分数。定义式定义式。过滤器前后的含尘浓度,式中:%100)1(%1002112121CCCCCCC41.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标率;各级过滤器的分级效,率;个过滤器串联时的总效式中:)1()1)(1(1n21n21n 空气过滤器的串联效率空气过滤器的串联效率 对于洁净空调系统,不同级别的过滤器通常是串联使用的,若有n个过滤器串联个过滤器串联使用,则其总效率总效
3、率:51.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标前的含尘浓度。分别为过滤器之后和之,式中:1%1001212CCCCP(2 2)穿透率)穿透率 定义定义:是指过滤后空气的含尘浓度与过滤前空气的含:是指过滤后空气的含尘浓度与过滤前空气的含尘浓度之比的百分数。尘浓度之比的百分数。定义式定义式:穿透率与过滤效率穿透率与过滤效率比较比较:穿透率穿透率表示表示过滤器透过粉尘的能力过滤器透过粉尘的能力,可以明确表示过,可以明确表示过滤器前后的空气含尘量,用它来评价比较高效过滤器的滤器前后的空气含尘量,用它来评价比较高效过滤器的性能较性能较直观直观;过滤效率过滤效率是是衡量空气过滤器捕集尘粒能力衡量空气过
4、滤器捕集尘粒能力61.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标(3 3)过滤器面速和滤速)过滤器面速和滤速 过滤器面速过滤器面速是反映过滤器的通过能力和安装是反映过滤器的通过能力和安装面积的性能指标面积的性能指标 定义:定义:是指过滤器的断面上所通过的气流速度。定义式:定义式:3600)/(FQsm式中:式中:Q-通过过滤器的风量(通过过滤器的风量(m3/h););F-过滤器的迎风截面积(过滤器的迎风截面积(m2)。71.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标。滤料净面积,;/通过过滤器的风量,;/滤速,式中:10278.0v233mfhmQsmvfQ 滤速滤速反映滤料的通过能力(过滤性能)
5、反映滤料的通过能力(过滤性能)定义:定义:是指过滤器通过滤料的气流速度。定义式定义式:取值:取值:一般高效和超高效过滤器的滤速为23cm/s,亚高效过滤器的滤速为57cm/s。8(4 4)过滤器阻力)过滤器阻力 1)阻力构成)阻力构成:F一是滤料的阻力F二是过滤器结构的阻力。滤料阻力滤料阻力 形成原因:形成原因:是由气流通过纤维层时迎面阻力造成的。该阻力的大小与在纤维层中流动的气流状态是层流或紊流有关,一般因为纤维极细,滤速很小,此时纤维层内的气流属于层流。1.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标91.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标AP 158.0212120fmdHP 式中:式
6、中:动力粘度(动力粘度(Pas););滤料的滤速(滤料的滤速(m/s););H滤料的厚度(滤料的厚度(m););充填率(充填率(%););m2与与df有关的系数;有关的系数;df纤维的直径(纤维的直径(m););纤维的断面形状系数。纤维的断面形状系数。式中:式中:A结构系数,与纤维层的特性有关。结构系数,与纤维层的特性有关。滤料的滤速(滤料的滤速(m/s)滤料阻力计算公式:滤料阻力计算公式:对既定过滤器,滤料已经确定,则H,a,m2,df,阻力公式简写为:对于一定的微粒,在相当的滤一定的微粒,在相当的滤速范围内速范围内,滤料阻力与滤速成滤料阻力与滤速成正比,正比,(如下图)。10过滤器滤料阻力
7、公式及图表过滤器滤料阻力公式及图表图图3-1 各种滤纸各种滤纸/布(滤料)阻力布(滤料)阻力1国外国外AEC滤纸;滤纸;22.5丝玻璃纤维滤纸;丝玻璃纤维滤纸;3合成纤维滤纸合成纤维滤纸;420丝玻璃纤维滤纸;丝玻璃纤维滤纸;515滤纸滤纸;6合成纤维合成纤维滤纸;滤纸;7878丝玻璃纤维滤纸;丝玻璃纤维滤纸;88合成纤维合成纤维号滤纸;号滤纸;99合成纤维合成纤维号滤纸;号滤纸;105105丝玻璃纤维滤纸;丝玻璃纤维滤纸;1111化学微孔滤膜化学微孔滤膜111.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标。21为对于国产过滤器,.种类由实验得出系数,一般根据过滤器;/过滤器的面风速,实测的阻力系
8、数;B式中:2nnsmuBuPn 过滤器的结构阻力过滤器的结构阻力 流动特性:流动特性:结构阻力结构阻力是气流通过有过滤器的滤材和支撑材料构成的通路时,是以面风速为代表以面风速为代表的,一般达到m/s的量级,通常比滤速要大比滤速要大,此时的Re较大,气流特性已不是层流已不是层流,阻力与速度阻力与速度不是不是直线关系直线关系。结构阻力计算公式结构阻力计算公式:12图图3-2 高效过滤器阻力与流量(流速)高效过滤器阻力与流量(流速)的关系的关系 1.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标nBuAPPP21 2)过滤器的全阻力计算公式:)过滤器的全阻力计算公式:之间36.1.1在之间,103在器:
9、系数。对国产高效过滤,;/过滤器滤速,式中:示为:若以滤速来表示,可表21mCmCsmCPPPm13过滤器全阻力与积尘量的关系过滤器全阻力与积尘量的关系 随着积尘量的增加,过滤器阻力变化的趋势,从图上可见多数呈抛物线型(初阻力初阻力:新制作的过滤:新制作的过滤器在额定风量状态下的空器在额定风量状态下的空气流通阻力气流通阻力)。一般当积尘量达到某一数值时,阻力增加较快,这时应更换或清洗过滤器,以确保净化空调系统的经济运行(终阻力终阻力:过滤器:过滤器报废时的阻力报废时的阻力)。设计时,有代表性的阻力值“设计阻设计阻力力”:一般取一般取初终阻力的平均值。图图3-3 过滤器积尘与阻力的关系过滤器积尘
10、与阻力的关系 初阻力14终阻力建议值终阻力建议值 每个过滤段每个过滤段要安装阻力监测装置要安装阻力监测装置,终阻力要,终阻力要靠仪表(压差靠仪表(压差计)来判断计)来判断,过滤器达到终阻力,意味着需要更换过滤器,过滤器达到终阻力,意味着需要更换过滤器15(5 5)过滤器的容尘量)过滤器的容尘量 1 1)定义)定义:是指过滤器的最大允许积尘量过滤器的最大允许积尘量,它是过滤器在特定试验条件下容纳特定试验粉尘的重量,一般情况下,过滤器的容尘量过滤器的容尘量指在一定风量作用下,指在一定风量作用下,因积尘而阻力达到规定值(一般为初阻力的因积尘而阻力达到规定值(一般为初阻力的2 2倍)倍)时的积尘量时的
11、积尘量。国内试验粉尘曾规定用黄土高原的浮土,国际标准化组织指定了“AC细灰”为试验粉尘(美国亚利桑那荒漠地带某特定地点的浮尘)。1.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标16(5 5)过滤器的容尘量)过滤器的容尘量 2 2)积尘的对过滤器性能的影响)积尘的对过滤器性能的影响:对阻力的影响:对阻力的影响:与试验粉尘的大小有关;对过滤效率的影响对过滤效率的影响:影响复杂,一定风速下,取决于滤纸的性质和灰尘的性质与大小。3 3)容尘量的取值:)容尘量的取值:测试表明,当风速为1000m3/h时,一般折叠泡沫过滤器的容尘量为200 400 g;玻璃纤维过滤器为250300g;无纺布过滤器为30040
12、0g;亚高效亚高效过滤器过滤器为160200g;高效过滤器为400500g。1.空气过滤器的性能指标空气过滤器的性能指标172.空气过滤器分类空气过滤器分类 国家标准 空气过滤器(GB/T14295-1983)分成四类四类;粗效过滤器粗效过滤器 中效过滤器中效过滤器 高中效过滤器高中效过滤器 亚高效过滤器亚高效过滤器 国家标准高效空气过滤器(GB/T14295-1983)也分成四类四类:高效高效A A过滤器过滤器 高效高效B B过滤器过滤器 高效高效C C过滤器过滤器 高效高效D D过滤器过滤器 18额定风量下的效率额定风量下的效率额定风量下额定风量下初阻力初阻力/Pa/Pa通常提法通常提法备
13、备 注注粗效中效高中效亚高效粒径5m,80%20%粒径1m,70%20%粒径1m,99%20%粒径0.5m,99.9%95%5080100120效率为大气尘计数效率效率为大气尘计数效率高效A高效B高效C高效D99.9%99.99%99.999%粒径0.1m,99.999%190220250280高效过滤器高效过滤器高效过滤器超高效过滤器A,B,C,3类效率为钠焰法效率:D类效率为计数效率;C,D类出厂要检漏注:高效过滤器D类其效率以过滤0.12m为准。表表 32 32 空气过滤器分类空气过滤器分类192.空气过滤器分类空气过滤器分类(1)按过滤效率分类(五种)粗效空气过滤器粗效空气过滤器 粗效
14、过滤器其滤芯形式一般采用板式、折叠式、楔形粗效过滤器其滤芯形式一般采用板式、折叠式、楔形袋式和自动卷绕式等。袋式和自动卷绕式等。滤料多采用容易清洗和更换的金属网、泡沫塑料、无滤料多采用容易清洗和更换的金属网、泡沫塑料、无纺布、纺布、DVDV化学组合毡等。化学组合毡等。主要用于新风过滤,沉降性微粒和各种异物,要求容主要用于新风过滤,沉降性微粒和各种异物,要求容尘量大、阻力小、价格低、结构简单。尘量大、阻力小、价格低、结构简单。粗效过滤器的效率以过滤粗效过滤器的效率以过滤5m5m为准。为准。严禁采用油浸式过滤器。严禁采用油浸式过滤器。202.空气过滤器分类空气过滤器分类 (1)按过滤效率分类中效过
15、滤器滤芯形式一般为插片板式,楔形袋式,板式和折叠式等多种形式 等。滤料多采用中、细孔泡沫塑料或其他纤维滤料,如玻璃纤维毡、无纺布、复合无纺布和长丝无纺布等。作为一般空调系统的最后过滤器和净化空调系统中高效过滤器的预过滤器。用于截留1-10m的悬浮微粒,效率是以过滤1m为准。212.空气过滤器分类空气过滤器分类 (1)按过滤效率分类高中效过滤器 材料与中效过滤器相似。可以用作一般净化程度的系统的末端过滤器,也可以为了提高净化空调系统的净化效果,更好地保护高效过滤器,而用作中间过滤器。主要用于截留15m的悬浮性微粒。效率也以过滤1m 为准。222.空气过滤器分类空气过滤器分类 (1)按过滤效率分类
16、亚高效过滤器u用于洁净空调的用于洁净空调的滤芯滤芯有玻璃纤维滤纸、棉短纤维滤纸有玻璃纤维滤纸、棉短纤维滤纸和静电过滤器等形式。和静电过滤器等形式。u可以作为可以作为洁净室末端洁净室末端过滤器使用过滤器使用 ;也可以作;也可以作高效过高效过滤器的预过滤器滤器的预过滤器;还可以作为净化空调系统;还可以作为净化空调系统新风的末新风的末级过滤级过滤,提高新风品质。,提高新风品质。u效率以过滤效率以过滤0.5m0.5m的微粒为准的微粒为准 。232.空气过滤器分类空气过滤器分类 高效过滤器高效过滤器洁净空调采用的高效过滤器有洁净空调采用的高效过滤器有玻璃纤维玻璃纤维滤纸,滤纸,石棉纤维石棉纤维滤纸和滤纸
17、和合成纤维合成纤维三类三类 。常作为常作为三级过滤的末端过滤器三级过滤的末端过滤器。它是洁净室最主要的末。它是洁净室最主要的末级过滤器。级过滤器。效率习惯以过滤效率习惯以过滤0.3m0.3m的微粒为准。的微粒为准。效率以过滤效率以过滤0.12m0.12m的微粒为准,习惯称为的微粒为准,习惯称为超高效过滤器超高效过滤器。必须必须在在初、中效过滤器的保护下初、中效过滤器的保护下使用使用 。24(2)按使用目的洁净室过滤器分类)按使用目的洁净室过滤器分类 六六种:种:新风处理用新风处理用过滤器过滤器 通常采用粗效、中效、高中效、亚高效等。室内送风用室内送风用过滤器过滤器 通常是亚高效、高效或高效+化
18、学过滤器化学过滤器(去除室内气体污染物)等。排气用排气用过滤器过滤器 一般采用高效、超高效或HEPA+化学过滤器或ULPA+化学过滤器等。25(2)按使用目的洁净室过滤器分类)按使用目的洁净室过滤器分类洁净室内设备用洁净室内设备用过滤器过滤器一般采用高效、超高效或HEPA+化学过滤器或ULPA+化学过滤器等。制造设备内装制造设备内装过滤器过滤器 通常采用HEPA、ULPA或HEPA+化学过滤器或ULPA+化学过滤器这些过滤器与制造设备密切相关,而制造设备的要求差异很大,所以一般均为“非标准型”过滤器。高压配管用高压配管用空气过滤器空气过滤器 通常用于压力0.1MPa的气体输送过程用过滤器,此类
19、过滤器与上述过滤器在滤材、结构形式上等均有很大差异。26(3)按过滤器材料不同的过滤器分类)按过滤器材料不同的过滤器分类 滤纸滤纸过滤器过滤器 洁净技术中使用最为广泛最为广泛的一种过滤器,目前滤纸滤纸常用玻璃纤维、合成纤维、超细玻璃纤维以及植物纤维素等材料制作。纤维层纤维层过滤器过滤器 泡沫材料泡沫材料过滤器过滤器 化学化学过滤器过滤器(清除空气中的气体污染物)主要用活性炭吸附(反映活性炭吸附性能的四个指标吸附性能的四个指标:吸附容量;滞留时间;使用寿命;选择性)273.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 不同效率的空气过滤器不能用同一种方法进行检测,所以对不同的空气过滤器
20、不同的空气过滤器应应分别采用不同的方法进行检测分别采用不同的方法进行检测。选选择过滤器时择过滤器时不能不能只考虑空气过滤器的效率只考虑空气过滤器的效率,而应该了解其试验方法和试验尘1 1、试验方法:、试验方法:(1)(1)种类种类钠焰法,油雾法钠焰法,油雾法我国法定的试验方法;英国采用钠焰法石蜡油雾法石蜡油雾法德国采用;DOP(DOP(邻苯二甲酸二辛酯邻苯二甲酸二辛酯)美国其他方法:其他方法:质量法,比色法,粒子计数器法,粒子计数器法,DOPDOP法,计数扫描法。法,计数扫描法。283.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 2 2、各种试验方法的适用性、各种试验方法的适用性(
21、1 1)质量法质量法应用场合:应用场合:用于用于粗效、中效粗效、中效过滤器效率的检测。过滤器效率的检测。测试原理:测试原理:过滤器安装在标准试验风洞内,上风端过滤器安装在标准试验风洞内,上风端连续发尘,每隔一段时间,测量通过过滤器的粉尘连续发尘,每隔一段时间,测量通过过滤器的粉尘质量,由此得到过滤器在该阶段粉尘质量计算的过质量,由此得到过滤器在该阶段粉尘质量计算的过滤效率。滤效率。293.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 2 2、各种试验方法的适用性、各种试验方法的适用性(2 2)比色法比色法应用场合:应用场合:用于用于中效中效过滤器效率的检测。过滤器效率的检测。测试原理
22、测试原理:在过滤器前后采样,含尘空气经过在过滤器前后采样,含尘空气经过滤纸,将污染的滤纸放在光源下照射,再用光滤纸,将污染的滤纸放在光源下照射,再用光电管比色计(光电密度计)测出过滤器前后滤电管比色计(光电密度计)测出过滤器前后滤纸的透光度;纸的透光度;在粉尘的成分、大小和分布相同在粉尘的成分、大小和分布相同的条件下的条件下,利用,利用光密度与粉尘量成正比光密度与粉尘量成正比的关系,的关系,计算出过滤效率。计算出过滤效率。303.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 2 2、各种试验方法的适用性、各种试验方法的适用性(3 3)粒子计数器法粒子计数器法应用场合:应用场合:用于用
23、于洁净室、高效洁净室、高效过滤器的检测。广泛应用。过滤器的检测。广泛应用。测试测试原理:原理:将含尘气流以很小的流速通过强光照明区,将含尘气流以很小的流速通过强光照明区,被测空气的尘粒依次通过时,每个尘粒将产生一次光散被测空气的尘粒依次通过时,每个尘粒将产生一次光散射,形成光脉冲信号,根据射,形成光脉冲信号,根据光脉冲信号幅度的大小与粒光脉冲信号幅度的大小与粒子表面的大小成正比子表面的大小成正比的关系,由光电倍增管测得粒子数的关系,由光电倍增管测得粒子数及亮度,确定其过滤效率。及亮度,确定其过滤效率。313.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 2 2、各种试验方法的适用性、
24、各种试验方法的适用性(3 3)粒子计数器法粒子计数器法过滤效率的判断粒径档:过滤效率的判断粒径档:32对粗效过滤器:5um;对一般中效过滤器:2um;对高中效过滤器:1um;对亚高效,高效过滤器:0.5um;3.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 2 2、各种试验方法的适用性、各种试验方法的适用性(4 4)DOPDOP(邻苯二甲酸二辛酯)法(邻苯二甲酸二辛酯)法:适用范围:适用范围:用于高效过滤器的效率检测。测试原理:测试原理:将试验尘源为0.3um(当时人们认为0.3um的粉尘最难过滤)的单分散相DOP液滴加热成蒸气,在特定条件下冷凝成微小液滴,去掉过大和过小的液滴后留下
25、0.3um左右的颗粒,雾状DOP进入风道,然后测量过滤器前后气样的浊度,由此判断过滤器对0.3um的粉尘的过滤效率。(热热DOPDOP法)法)333.1.3空气过滤器效率的试验方法空气过滤器效率的试验方法 2 2、各种试验方法的适用性、各种试验方法的适用性4 4、DOPDOP(邻苯二甲酸二辛酯)法(邻苯二甲酸二辛酯)法:说明说明:冷DOP法:Laskin喷管(用压缩空气在液体中鼓气泡,飞溅产生雾态人工尘)产生的多分散相DOP粉尘。对过滤器进行扫描时,经常使用冷DOP法。(5 5)计数扫描法:)计数扫描法:适用适用场合场合:用于高效过滤器的检测,即可测量过滤器的平均效率,还可以比较各点局部效率,
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