第三章对微粒过滤机理

St

1

2 p

pC
9 f
扩散捕集效率
1）设其扩散层厚度为x0时， 兰米尔计算了相对作用厚
度
1
x0
f
2 ln ReD 3
1.12
f

D为气体扩散系数。
• 若令 R x0
f
则的 D 表达式形式与 R 完
全相同，R内容不同。
D

• 拦截捕集效率 • 惯性捕集效率 • 扩散捕集效率 • 重力捕集效率 • 静电捕集效率
拦截捕集效率
• 拦截捕集效率
rf rp
v dy
R
rf 2
rf v
rf rp
v dy
yR
rf 2
v
R

WR
f

yR
f


yR
f
• 令 R p 称为拦截参数
22
1 ln
Re
21
Rln1
R
1
R
1 1 R
f Re, R
2）传质系数
D

rf k
rf v

Sh Pe
培克列数
Pe

d
f D
宣乌数
Sh Kd f D
K为传质系数
孤立单根纤维对微粒的捕集效率
• 理想：拦截+惯性+扩散 • 惯性—拦截效率 • 扩散—拦截效率
扩散效应
重力效应
静电效应
3—4 计算纤维过滤器效率的步骤
1. 假设 2. 确定起主要作用的效应 3. 计算孤立单根纤维对各效应的捕集效率 4. 计算孤立单根纤维在几种效应共同作用下
的总捕集效率 5. 计算单根纤维的总捕集效率：考虑α 6. 由对数穿透定律计算过滤器的总效率
假设
① 过滤器是由许多同种材料的单根的圆柱型纤维 构成的 一体系（排列、间距整齐一致，粗细一 致）
• 高填充率 α >0.2 • 低填充率 α <0.2
深层过滤器
3—2 过滤器的基本过滤过程
• 稳定阶段：
过滤效率和过滤阻力基本不随时间改变
• 不稳定阶段：
过滤效率和过滤阻力随时间改变
3—3 纤维过滤器的过滤机理
• 拦截效应 • 惯性效应 • 扩散效应 • 重力效应 • 静电效应
拦截效应
惯性效应
• 有效半径法 • 结构不均匀系数法 • 实验系数法：
1 4.5
计算总效率的对数穿透定律
• 气流减少的微粒数为： -vSdN • 单位长度单根纤维捕集的微粒
数目： d f vN
v v 1
• 微粒数量相等得:
vSdN
d f vNL
L

4Sdh
② 纤维垂直于气流分布，纤维间距足够大，即前 排的绕流对后排无影响。
③ 微粒是球形的，在气体中分布均匀。 ④ 纤维表面是干净的，不考虑已沉积微粒的影响。 ⑤ 已接触沉积的微粒而被认为完全捕集（不再飞
散）
确定起主要作用的效应
• 拦截效应 • 惯性效应 • 扩散效应
3—5 孤立单根纤维对微粒的捕集效 率——孤立圆柱法
1）惯性——拦截效率
StR f R, St
当Re≤1时
StR 0.16 R 0.25 0.4RSt 0.0263 RSt 2
2） 扩散——拦截效率
D R
1
R
Sh Pe
3） 总捕集率
StR D RBiblioteka Baidu
纤维干涉的影响和修正方法
f
Re vd
R

22
1 ln
Re
21
R ln 1
R
1
R
1 1 R

f Re, R
• 近似式
R

1 Re1/ 2 3
R2
惯性捕集效率
st
Wst
f
st f St, Re
• St称为惯性参数，无因次，表示微粒的惯性力/空气阻力。
第三章对微粒的过滤机理
• 过滤分离 • 过滤器中的基本过滤过程 • 纤维过滤器的过滤机理 • 计算纤维过滤器效率的步骤 • 孤立圆柱法 • 单根纤维对微粒的捕集效率 • 计算总效率的对数穿透定律 • 影响纤维过滤器效率的因素
3-1 过滤分离
• 表面过滤器 • 深层过滤器
表面过滤器
• 填充率
深层过滤器
d
2 f
vSdN

df
v
1
N
4Sdh
d
2 f
dN N

4
1 d f
dh
lg
K

2

0.55
H
1 d
f
影响纤维过滤器效率的因素
• 微粒尺寸的影响 • 微粒种类的影响 • 微粒形状的影响 • 纤维粗细和断面形状的影响 • 过滤速度的影响 • 纤维填充率的影响 • 气流温度的影响 • 气流湿度的影响 • 气流压力的影响 • 容尘量的影响