过滤风速对纤维过滤器压力损失的试验研究
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Ａｂｓｔｒ ａｃｔ Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ａｉｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｎ ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ ｏｆ ｆｉｂｒｏｕｓ ｆｉｌｔｅｒ ｉｓ ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ＯＲＩＧＩＮ， ｗｅ ｇｅｔ ａ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｕｒｖｅ ｗｉｔｈ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ａｉｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ． Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｅｘｐｅｒ－ ｉｍｅｎｔ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｅ ｇｅｔ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ ｆｉｌｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ．
５ 结论
通过理论分析和试验研究可知， 纤维过滤器 的压力损失随着风速的增大而增加， 而覆膜滤料 压力损失的增长速度更快。整个除尘器中滤筒压 力损失占比重最大， 而滤料是决定滤筒压力损失
压力损失 （ Ｐａ）
１１００ １０００
滤筒压力损失 实测值 滤筒压力损失 拟合值
９００
过滤器 总压力损失 实测值
８００
Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ Ａｉｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
★Ｓ ｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅ ｎｔａ ｌ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ ， Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｓ ｈａ ｎｇｈａ ｉ， Ｃｈｉｎａ
图 ７ 覆膜 ７２９ 压力损失分布随过滤速度变化
的主要部件， 作为袋式除尘器 “心脏”的滤料，滤 料性能直接关系到袋式除尘器的使用效果。随着 滤料加工技术的不断发展，低阻、高效、长寿命的 滤料将是下一步发展的重点 ［４］。
参考文献 １ 刘爱芳． 粉尘的分离和过滤 ［Ｍ］ ． 北京： 北 京 冶 金 出 版社， １９９６． ２ 余跃， 布袋除尘机组滤袋阻力的确定， 通风除尘， Ｎｏ．２，１９８３ ３ 张殿印， 张学义． 除尘技术手册 ． 北京： 冶金工业 出版社， ２００２．２５８－ ２６９． ４ 严长勇， 沈恒根． 袋式除尘用过滤材料的性能测试 与对比。工业安全与环保， Ｊａｎｕａｒｙ ２００６．
２ 理论分析
２．１ 压力损失理论 过滤器的阻力包括过滤器的结构阻力 （ 即气
流经过进口、出口和花板等） 和过滤阻力两部分 组成 。 对 于 袋 式 过 滤 器 ， 滤 袋 的 过 滤 阻 力 !Ｐｆ 是 由清洁滤袋的阻力损失!Ｐ０ 和粘附粉尘层的阻力损 失!Ｐｄ 两部分组成， 即：
!Ｐｆ＝!Ｐ０＋!Ｐｄ＝"０#ｇｖ＋ａｍｄ$ｇｖ＝（ "０＋ａｍｄ） $ｇｖ （ １） 故过滤除尘器的总阻力为 ［１］：
□
图 １ 试验台示意图
气体通过吸气管进入除尘室， 由于除尘室空间 较大形成一个静压箱， 因此此处气流稳定， 压力平 稳。在该处连接气溶胶检测仪和数字微压计 （ 通过 静压环连接） ， 获得的测量值上下波动小， 真实可 靠。系统风量通过 ＳＡＭＣＯ－ ｉ 高功能静音式变频器
由以上数据可知， 随着过滤速度的的增加， 覆 膜滤料比未覆膜滤料压力损失增长幅度更快。当过 滤速度为 １２ （ｍ／ｍｉｎ） 时， 覆膜 ７２９ 滤筒压力损失 为 ５３２ （Ｐａ）， 当过滤速度增至 １５ （ｍ／ｍｉｎ） 时， 压力 损失增至 ７４６ （Ｐａ）， 期间增幅４０．２％； 而同速度区 间内， 滤布 ７２９ 压力损失增幅只有３７％。所以， 随 着过滤速度的增加， 覆膜滤料压力损失具有更快的 增长速度。同时随着过滤速度的增加， 滤筒压力损 失与除尘器结构压力损失之间的差值也随之增大， 其原因为： 首先， 滤筒结构压损的系数 Ｋ１ 高于过 滤器结构阻损系数 Ｋ２， 当 Ｖ 增加时， 结构压损差 值迅速上升； 其次， 滤筒压力损失还包括过滤介质 压力损失， 介质压损随着过滤速度的增加而上升。
关键词 过滤风速 压力损失 理论分析 试验方法
Ｔｈ ｅ Ｅｘｐ ｅ ｒｉｍ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ａｉｒ Ｖｅ ｌｏ ｃｉｔ ｙ ｏ ｎ Ｐｒｅ ｓ ｓ ｕ ｒｅ Ｄｒｏ ｐ ｏ ｆ Ｆｉｂ ｒｏ ｕ ｓ Ｆｉｌｔ ｅ ｒ
Ｂｙ ＺＨＡＯ ＹｏｕＪ ｕｎ★， ＦＵ Ｈａ ｉｍｉｎｇ ａ ｎｄ ＬＩ Ｙａ ｎｇ
洁净与空调技术 ＣＣ＆ＡＣ ２００７ 年第 ３ 期
专 题 研 讨 ·１５·
材料的阻力与过滤速度 Ｖ 成正比。故过滤介质压
力损失可以表示为：
!Ｐｆ＝ＫＯＶ
（ ４）
２．３ 滤筒结构压力损失及除尘器结构压力损失
气流通过过滤元件时， 所遇到的结构尺寸比
纤维直径大的多， 惯性力大到不能忽略的程度 ［２］。
如果过滤元件的形状尺寸给定， 结构阻力主要来
图 ４ 滤布 ７２９ 压力损失分布随过滤速度变化
１．０
０．８
０．６
滤筒压力损失百分比
除尘器 结构压力损失 百分比
０．４
０．２
０．０
８ １０ １２ １４
１６ １８ ２０ ２２
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
图 ６ 滤布 ７２９ 压力损失之差随过滤速度变化
阻力比重
因此， 随着过滤速度增加， 滤筒压力损失上升的更 快。另外可以得到， 滤筒压力损失在除尘器总压损 中所占比重明显占优， 随着过滤速度的增加， 滤 筒压损较除尘器结构压损上升更快。但是， 二者 在除尘器总压损中所占比重变化不大。分析认为， 之所以覆膜 ７２９ 滤筒压力损失所占比重较滤布 ７２９ 高， 是因为前者表面覆膜增加了过滤介质压力损 失造成的。
过滤器 总压力损失 拟合值 过滤器 结构压力损失 实测值
７００
过滤器 结构压力损失 拟合值
６００
５００
４００
来自百度文库
３００
２００
１００
０ ２
４ ６ ８ １０ １２
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
１４ １６
图 ３ 覆膜 ７２９ 压力损失随过滤速度变化
１０００ ９００ ８００ ７００ ６００
滤筒压力损失 实测值 滤筒压力损失 拟合值 过滤器 总 压力损失 实测值 过滤器 总 压力损失 拟合值 过滤器 结构压力损失 实测值 过滤器 结构压力损失 拟合值
%Ｐ＝!ＰＣ＋!Ｐｆ＝!ＰＣ＋!Ｐ０＋!Ｐｄ
（ ２）
式中!ＰＣ－ 结构阻力损失， Ｐａ；
"０－ 清洁滤料的阻力系数， ｍ－１； ａ－ 粉尘层的平
均比阻力， ｍ／ｋｇ；
ｍｄ－ 堆积粉尘负荷 （ 单位面积的尘量） ， ｋｇ／ｍ２； $ｇ－ 含尘气体粘度， Ｐａ·ｓ；
ｖ－ 过滤速度， ｍ／ｓ。
由 于 研 究 中 不 考 虑 粘 附 粉 尘 层 的 阻 力 损 失 !Ｐｄ ， 则压力损失变为：
·１６· 专 题 研 讨
洁净与空调技术 ＣＣ＆ＡＣ ２００７ 年第 ３ 期
压力损失 （ Ｐａ）
１１００ １０００ ９００ ８００ ７００ ６００ ５００ ４００ ３００ ２００ １００
０ ８
滤筒压力损失 实测值 滤筒压力损失 拟合值 过滤器 总压力损失 实测值 过滤器 总压力损失 拟合值 过滤器 结构压力损失 实测值 过滤器 结构压力损失 拟合值
自气流的沿程损失， 大小取决于气流的流动速度、
密度等因素。由流体力学沿程阻力计算式可以得
到结构阻力：
!Ｐｓ＝
１ ２
"#Ｖ２
（ ５）
当 过 滤 器 结 构 固 定 时 引 入 常 数 项 Ｋ１ 和 Ｋ２ 则 有：
!Ｐｓ１＝Ｋ１Ｖ２， !Ｐｓ２＝Ｋ２Ｖ２
（ ６）
总压力损失：
!Ｐ＝!Ｐｆ＋!Ｐｓ１＋!Ｐｓ２＝Ｋ０Ｖ＋ （ Ｋ１＋Ｋ２） Ｖ２
·１４· 专 题 研 讨
洁净与空调技术 ＣＣ＆ＡＣ ２００７ 年第 ３ 期
过滤风速对纤维过滤器压力损失的试验研究
东华大学环境学院 赵友军☆ 付海明 李 阳
摘 要 从理论上分析了过滤风速对纤维压力损失的影响， 用 ＯＲ ＩＧＩＮ 软件给出数学模拟曲线。介 绍了试验设备及测试方法， 通过试验得出过滤风速和压力损失变化关系。
３．２．２ 阻力测量 采用数字型微压计测量滤台前后的压力损失。
在过滤室的四个面上各取一压力测试口， 再通过 皮管进行连接， 使之形成静压环后联入微压计， 通过微压计的读数可知风速变化时压差的变化规 律。 ３．３ 试验结果
见图 ２～图 ７。
４ 分析
１
２
８
３
９
４５
７
３
６２
１．滤袋； ２．支撑架； ３．ＤｕｓｔＴｒａｋ 气溶胶检测器； ４．数字微压计； ５．整流栅； ６． ＳｗｅｍａＡｉｒ ３００ 风速仪； ７．变频器； ８．风机； ９ 电源
１０
１２ １４ １６
１８ ２０ ２２
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
图 ２ 滤布 ７２９ 压力损失随过滤速度变化
压力损失之差 （ Ｐａ）
８００
滤筒压损与除尘器 结构压损之差实测值
滤筒压损与除尘器 结构压损之差拟合值
７００
６００
５００
４００
３００
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８
１０ １２
１４ １６
１８ ２０
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
ＳｗｅｍａＡｉｒ ３００ 是 瑞 典 ＳＷＥＭＡ 公 司 生 产 的 多 用途仪表， 本试验用该仪器测量气体流量。该仪 器的 ＡＰＦ 模式是测量管道风量的专用模式， 基于 以 下 标 准 （ １） 北 欧 通 风 及 建 筑 委 员 会 １９９８； （ ２） 国 际 标 准 ＩＳＢＮ９１－ ５４０－ ５８２７－ ９。 测 量 管 道 直 径为 １６ｃｍ， 选取测点为 ０．７１Ｄ 和 ０．２９Ｄ 处， 这样 在两个垂直方向共有测点四个， 仪器将自动储存 读数， 根据内置软件计算管道平均风速和气体流 量， 有了流量和滤袋面积， 我们便可以得知过滤 风速。
由于袋式过滤器的阻力比除尘效率有着更重 要的技术和经济意义， 研究袋式除尘器过滤压力 损失分布， 对于优化过滤器结构和降低运行阻力， 有着重要的指导作用。
１ 研究方法
试验是在气流含尘浓度较低的情况下进行研 究， 由于过滤气体含尘浓度低， 沉积在滤料上的粉 尘量就少， 这种情况下近似认为少量沉积的粉尘不 会对滤料的过滤性能产生影响， 滤料过滤性能不随 时间和粉尘沉积量而发生变化。本文以大气尘为过 滤对象， 主要针对过滤速度对过滤性能的影响进行 实验测试。根据国家标准搭建袋式除尘器的试验 台， 通过试验数据得出过滤风度与压力损失的试验 关系曲线， 结合理论分析得出过滤性能随着过滤风 速改变的变化规律。
３ 试验研究
３．１ 试验台简介 本试验台 （ 见图 １） 是模仿工业用袋式除尘
器进行搭建的， 其尺寸参数依照国家标准进行设 计。按照滤袋形状划分属于圆袋式除尘器； 按照 过滤方向和进气口位置划分属于下进风外滤式袋 式除尘器 ［３］， 工业生 产 中 大 多 使 用 此 种 类 型 的 除 尘器， 因此该试验台具有很强的代表性。
!Ｐ＝!Ｐｆ＋!ＰＣ＝!Ｐｆ＋!ＰＳ１＋!ＰＳ２
（ ３）
式中： !Ｐｆ－ 过滤介质压力损失
!Ｐｓ１－ 滤筒结构压力损失
!Ｐｓ２－ 过滤器结构压力损失
２．２ 过滤介质压力损失
清洁气流通过时过滤介质的压力损失特性，
可反映滤料本身的特性， 与粉尘特性无关。在填
充率、纤维直径及滤料厚度不变的情况下， 过滤
☆赵友军， 男， １９８０ 年 １２ 月生， 在读硕士研究生 ２０１６２０ 上海市松江大学城文汇路 ３００ 弄 ３ 号楼 ５００１ 室 Ｅ－ ｍａｉｌ： ｙｉｚｈ１２２７＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ 收稿日期： ２００７－ ５－ １５
５００
４００
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过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
图 ５ 覆膜 ７２９ 压力损失随过滤速度变化
压力损失 （ Ｐａ）
１．０
阻力比重
０．８
滤筒压力损失 百分比
０．６
除尘器 结构压力损失 百分比
０．４
０．２
０．０
２
４
６
８ １０ １２ １４ １６
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
（ ７）
滤筒压力损失：
!Ｐｔ＝ＫＯＶ＋Ｋ１Ｖ２
（ ８）
进行调节， 风速变化区间大， 风机可由 ２５０ｒ／ｍｉｎ 调 节到 ２９５０ｒ／ｍｉｎ， 而且可实现无级变速。本次试验 主要是针对对洁净状态下的滤袋进行测试， 因此选 择环境大气作为过滤对象。测试时段选择在下午， 此时大气温度、湿度、以及含尘量都较早晨和傍晚 更为稳定， 可近似认为尘源状态稳定。测试滤料选 择 ７２９ 机织滤布及覆膜 ７２９ 滤料。 ３．２ 测试方法 ３．２．１ 流量测量
５ 结论
通过理论分析和试验研究可知， 纤维过滤器 的压力损失随着风速的增大而增加， 而覆膜滤料 压力损失的增长速度更快。整个除尘器中滤筒压 力损失占比重最大， 而滤料是决定滤筒压力损失
压力损失 （ Ｐａ）
１１００ １０００
滤筒压力损失 实测值 滤筒压力损失 拟合值
９００
过滤器 总压力损失 实测值
８００
Ｋｅｙｗｏｒ ｄｓ Ａｉｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
★Ｓ ｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅ ｎｔａ ｌ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ ， Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ， Ｓ ｈａ ｎｇｈａ ｉ， Ｃｈｉｎａ
图 ７ 覆膜 ７２９ 压力损失分布随过滤速度变化
的主要部件， 作为袋式除尘器 “心脏”的滤料，滤 料性能直接关系到袋式除尘器的使用效果。随着 滤料加工技术的不断发展，低阻、高效、长寿命的 滤料将是下一步发展的重点 ［４］。
参考文献 １ 刘爱芳． 粉尘的分离和过滤 ［Ｍ］ ． 北京： 北 京 冶 金 出 版社， １９９６． ２ 余跃， 布袋除尘机组滤袋阻力的确定， 通风除尘， Ｎｏ．２，１９８３ ３ 张殿印， 张学义． 除尘技术手册 ． 北京： 冶金工业 出版社， ２００２．２５８－ ２６９． ４ 严长勇， 沈恒根． 袋式除尘用过滤材料的性能测试 与对比。工业安全与环保， Ｊａｎｕａｒｙ ２００６．
２ 理论分析
２．１ 压力损失理论 过滤器的阻力包括过滤器的结构阻力 （ 即气
流经过进口、出口和花板等） 和过滤阻力两部分 组成 。 对 于 袋 式 过 滤 器 ， 滤 袋 的 过 滤 阻 力 !Ｐｆ 是 由清洁滤袋的阻力损失!Ｐ０ 和粘附粉尘层的阻力损 失!Ｐｄ 两部分组成， 即：
!Ｐｆ＝!Ｐ０＋!Ｐｄ＝"０#ｇｖ＋ａｍｄ$ｇｖ＝（ "０＋ａｍｄ） $ｇｖ （ １） 故过滤除尘器的总阻力为 ［１］：
□
图 １ 试验台示意图
气体通过吸气管进入除尘室， 由于除尘室空间 较大形成一个静压箱， 因此此处气流稳定， 压力平 稳。在该处连接气溶胶检测仪和数字微压计 （ 通过 静压环连接） ， 获得的测量值上下波动小， 真实可 靠。系统风量通过 ＳＡＭＣＯ－ ｉ 高功能静音式变频器
由以上数据可知， 随着过滤速度的的增加， 覆 膜滤料比未覆膜滤料压力损失增长幅度更快。当过 滤速度为 １２ （ｍ／ｍｉｎ） 时， 覆膜 ７２９ 滤筒压力损失 为 ５３２ （Ｐａ）， 当过滤速度增至 １５ （ｍ／ｍｉｎ） 时， 压力 损失增至 ７４６ （Ｐａ）， 期间增幅４０．２％； 而同速度区 间内， 滤布 ７２９ 压力损失增幅只有３７％。所以， 随 着过滤速度的增加， 覆膜滤料压力损失具有更快的 增长速度。同时随着过滤速度的增加， 滤筒压力损 失与除尘器结构压力损失之间的差值也随之增大， 其原因为： 首先， 滤筒结构压损的系数 Ｋ１ 高于过 滤器结构阻损系数 Ｋ２， 当 Ｖ 增加时， 结构压损差 值迅速上升； 其次， 滤筒压力损失还包括过滤介质 压力损失， 介质压损随着过滤速度的增加而上升。
关键词 过滤风速 压力损失 理论分析 试验方法
Ｔｈ ｅ Ｅｘｐ ｅ ｒｉｍ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ａｉｒ Ｖｅ ｌｏ ｃｉｔ ｙ ｏ ｎ Ｐｒｅ ｓ ｓ ｕ ｒｅ Ｄｒｏ ｐ ｏ ｆ Ｆｉｂ ｒｏ ｕ ｓ Ｆｉｌｔ ｅ ｒ
Ｂｙ ＺＨＡＯ ＹｏｕＪ ｕｎ★， ＦＵ Ｈａ ｉｍｉｎｇ ａ ｎｄ ＬＩ Ｙａ ｎｇ
洁净与空调技术 ＣＣ＆ＡＣ ２００７ 年第 ３ 期
专 题 研 讨 ·１５·
材料的阻力与过滤速度 Ｖ 成正比。故过滤介质压
力损失可以表示为：
!Ｐｆ＝ＫＯＶ
（ ４）
２．３ 滤筒结构压力损失及除尘器结构压力损失
气流通过过滤元件时， 所遇到的结构尺寸比
纤维直径大的多， 惯性力大到不能忽略的程度 ［２］。
如果过滤元件的形状尺寸给定， 结构阻力主要来
图 ４ 滤布 ７２９ 压力损失分布随过滤速度变化
１．０
０．８
０．６
滤筒压力损失百分比
除尘器 结构压力损失 百分比
０．４
０．２
０．０
８ １０ １２ １４
１６ １８ ２０ ２２
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
图 ６ 滤布 ７２９ 压力损失之差随过滤速度变化
阻力比重
因此， 随着过滤速度增加， 滤筒压力损失上升的更 快。另外可以得到， 滤筒压力损失在除尘器总压损 中所占比重明显占优， 随着过滤速度的增加， 滤 筒压损较除尘器结构压损上升更快。但是， 二者 在除尘器总压损中所占比重变化不大。分析认为， 之所以覆膜 ７２９ 滤筒压力损失所占比重较滤布 ７２９ 高， 是因为前者表面覆膜增加了过滤介质压力损 失造成的。
过滤器 总压力损失 拟合值 过滤器 结构压力损失 实测值
７００
过滤器 结构压力损失 拟合值
６００
５００
４００
来自百度文库
３００
２００
１００
０ ２
４ ６ ８ １０ １２
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
１４ １６
图 ３ 覆膜 ７２９ 压力损失随过滤速度变化
１０００ ９００ ８００ ７００ ６００
滤筒压力损失 实测值 滤筒压力损失 拟合值 过滤器 总 压力损失 实测值 过滤器 总 压力损失 拟合值 过滤器 结构压力损失 实测值 过滤器 结构压力损失 拟合值
%Ｐ＝!ＰＣ＋!Ｐｆ＝!ＰＣ＋!Ｐ０＋!Ｐｄ
（ ２）
式中!ＰＣ－ 结构阻力损失， Ｐａ；
"０－ 清洁滤料的阻力系数， ｍ－１； ａ－ 粉尘层的平
均比阻力， ｍ／ｋｇ；
ｍｄ－ 堆积粉尘负荷 （ 单位面积的尘量） ， ｋｇ／ｍ２； $ｇ－ 含尘气体粘度， Ｐａ·ｓ；
ｖ－ 过滤速度， ｍ／ｓ。
由 于 研 究 中 不 考 虑 粘 附 粉 尘 层 的 阻 力 损 失 !Ｐｄ ， 则压力损失变为：
·１６· 专 题 研 讨
洁净与空调技术 ＣＣ＆ＡＣ ２００７ 年第 ３ 期
压力损失 （ Ｐａ）
１１００ １０００ ９００ ８００ ７００ ６００ ５００ ４００ ３００ ２００ １００
０ ８
滤筒压力损失 实测值 滤筒压力损失 拟合值 过滤器 总压力损失 实测值 过滤器 总压力损失 拟合值 过滤器 结构压力损失 实测值 过滤器 结构压力损失 拟合值
自气流的沿程损失， 大小取决于气流的流动速度、
密度等因素。由流体力学沿程阻力计算式可以得
到结构阻力：
!Ｐｓ＝
１ ２
"#Ｖ２
（ ５）
当 过 滤 器 结 构 固 定 时 引 入 常 数 项 Ｋ１ 和 Ｋ２ 则 有：
!Ｐｓ１＝Ｋ１Ｖ２， !Ｐｓ２＝Ｋ２Ｖ２
（ ６）
总压力损失：
!Ｐ＝!Ｐｆ＋!Ｐｓ１＋!Ｐｓ２＝Ｋ０Ｖ＋ （ Ｋ１＋Ｋ２） Ｖ２
·１４· 专 题 研 讨
洁净与空调技术 ＣＣ＆ＡＣ ２００７ 年第 ３ 期
过滤风速对纤维过滤器压力损失的试验研究
东华大学环境学院 赵友军☆ 付海明 李 阳
摘 要 从理论上分析了过滤风速对纤维压力损失的影响， 用 ＯＲ ＩＧＩＮ 软件给出数学模拟曲线。介 绍了试验设备及测试方法， 通过试验得出过滤风速和压力损失变化关系。
３．２．２ 阻力测量 采用数字型微压计测量滤台前后的压力损失。
在过滤室的四个面上各取一压力测试口， 再通过 皮管进行连接， 使之形成静压环后联入微压计， 通过微压计的读数可知风速变化时压差的变化规 律。 ３．３ 试验结果
见图 ２～图 ７。
４ 分析
１
２
８
３
９
４５
７
３
６２
１．滤袋； ２．支撑架； ３．ＤｕｓｔＴｒａｋ 气溶胶检测器； ４．数字微压计； ５．整流栅； ６． ＳｗｅｍａＡｉｒ ３００ 风速仪； ７．变频器； ８．风机； ９ 电源
１０
１２ １４ １６
１８ ２０ ２２
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
图 ２ 滤布 ７２９ 压力损失随过滤速度变化
压力损失之差 （ Ｐａ）
８００
滤筒压损与除尘器 结构压损之差实测值
滤筒压损与除尘器 结构压损之差拟合值
７００
６００
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２００
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１０ １２
１４ １６
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过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
ＳｗｅｍａＡｉｒ ３００ 是 瑞 典 ＳＷＥＭＡ 公 司 生 产 的 多 用途仪表， 本试验用该仪器测量气体流量。该仪 器的 ＡＰＦ 模式是测量管道风量的专用模式， 基于 以 下 标 准 （ １） 北 欧 通 风 及 建 筑 委 员 会 １９９８； （ ２） 国 际 标 准 ＩＳＢＮ９１－ ５４０－ ５８２７－ ９。 测 量 管 道 直 径为 １６ｃｍ， 选取测点为 ０．７１Ｄ 和 ０．２９Ｄ 处， 这样 在两个垂直方向共有测点四个， 仪器将自动储存 读数， 根据内置软件计算管道平均风速和气体流 量， 有了流量和滤袋面积， 我们便可以得知过滤 风速。
由于袋式过滤器的阻力比除尘效率有着更重 要的技术和经济意义， 研究袋式除尘器过滤压力 损失分布， 对于优化过滤器结构和降低运行阻力， 有着重要的指导作用。
１ 研究方法
试验是在气流含尘浓度较低的情况下进行研 究， 由于过滤气体含尘浓度低， 沉积在滤料上的粉 尘量就少， 这种情况下近似认为少量沉积的粉尘不 会对滤料的过滤性能产生影响， 滤料过滤性能不随 时间和粉尘沉积量而发生变化。本文以大气尘为过 滤对象， 主要针对过滤速度对过滤性能的影响进行 实验测试。根据国家标准搭建袋式除尘器的试验 台， 通过试验数据得出过滤风度与压力损失的试验 关系曲线， 结合理论分析得出过滤性能随着过滤风 速改变的变化规律。
３ 试验研究
３．１ 试验台简介 本试验台 （ 见图 １） 是模仿工业用袋式除尘
器进行搭建的， 其尺寸参数依照国家标准进行设 计。按照滤袋形状划分属于圆袋式除尘器； 按照 过滤方向和进气口位置划分属于下进风外滤式袋 式除尘器 ［３］， 工业生 产 中 大 多 使 用 此 种 类 型 的 除 尘器， 因此该试验台具有很强的代表性。
!Ｐ＝!Ｐｆ＋!ＰＣ＝!Ｐｆ＋!ＰＳ１＋!ＰＳ２
（ ３）
式中： !Ｐｆ－ 过滤介质压力损失
!Ｐｓ１－ 滤筒结构压力损失
!Ｐｓ２－ 过滤器结构压力损失
２．２ 过滤介质压力损失
清洁气流通过时过滤介质的压力损失特性，
可反映滤料本身的特性， 与粉尘特性无关。在填
充率、纤维直径及滤料厚度不变的情况下， 过滤
☆赵友军， 男， １９８０ 年 １２ 月生， 在读硕士研究生 ２０１６２０ 上海市松江大学城文汇路 ３００ 弄 ３ 号楼 ５００１ 室 Ｅ－ ｍａｉｌ： ｙｉｚｈ１２２７＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ 收稿日期： ２００７－ ５－ １５
５００
４００
３００
２００
１００
０ ２
４６
８ １０ １２ １４ １６
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
图 ５ 覆膜 ７２９ 压力损失随过滤速度变化
压力损失 （ Ｐａ）
１．０
阻力比重
０．８
滤筒压力损失 百分比
０．６
除尘器 结构压力损失 百分比
０．４
０．２
０．０
２
４
６
８ １０ １２ １４ １６
过滤速度 （ ｍ／ｍｉｎ）
（ ７）
滤筒压力损失：
!Ｐｔ＝ＫＯＶ＋Ｋ１Ｖ２
（ ８）
进行调节， 风速变化区间大， 风机可由 ２５０ｒ／ｍｉｎ 调 节到 ２９５０ｒ／ｍｉｎ， 而且可实现无级变速。本次试验 主要是针对对洁净状态下的滤袋进行测试， 因此选 择环境大气作为过滤对象。测试时段选择在下午， 此时大气温度、湿度、以及含尘量都较早晨和傍晚 更为稳定， 可近似认为尘源状态稳定。测试滤料选 择 ７２９ 机织滤布及覆膜 ７２９ 滤料。 ３．２ 测试方法 ３．２．１ 流量测量