探討過(guò)濾器的設(shè)計(jì)效率

國(guó)內(nèi)外空氣潔凈度的級(jí)別，主要是以單位容積空氣中≥0.5um的微粒數(shù)量來(lái)衡量的，而各類過(guò)濾器又是以某一特定粒徑的效率為其代表效率的。因此，在空氣潔凈技術(shù)的有關(guān)設(shè)計(jì)工作中，就需要把這些特定粒徑的效率換算成對(duì)≥0.5um的微粒的效率。
對(duì)于高效過(guò)濾器，其鑒定或出廠效率都是以0.3um單分散微粒的效率來(lái)衡量。為了換算對(duì)≥0.5um微粒的效率，首先要知道0.5um的效率，根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，得出一個(gè)高效過(guò)濾器穿透率和粒徑的經(jīng)驗(yàn)式，即：

式中，K1、K2為0.3um微粒和大于0.3um的某粒徑微粒穿透率；
d_0.3、d為0.3um粒徑和大于0.3um的某一粒徑。
國(guó)內(nèi)外規(guī)定的高效過(guò)濾器效率測(cè)定方法雖然不同，但結(jié)果和0.3um計(jì)數(shù)效率大致接近，一般把對(duì)0.3um的效率作為常規(guī)高效過(guò)濾器效率的基準(zhǔn)，所以由上面公式計(jì)算出高效過(guò)濾器0.3um效率和0.5um效率的關(guān)系，如下圖參考。可見(jiàn)兩者的結(jié)果是接近的。圖中的效率η均以小數(shù)來(lái)表示。
高效過(guò)濾器效率和粒徑的關(guān)系（計(jì)算結(jié)果）

高效過(guò)濾器效率和粒徑的關(guān)系（文獻(xiàn)結(jié)果）

根據(jù)以上曲線，可以得出≥0.5um微粒的效率，見(jiàn)下表：

根據(jù)《高效空氣過(guò)濾器》（GB13554-92），鈉焰法3個(gè)9～4個(gè)9的效率即為高效過(guò)濾器，此時(shí)對(duì)0.3um微粒計(jì)數(shù)效率約為0.999，則從上表可見(jiàn)，此時(shí)對(duì)≥0.5um微粒的效率達(dá)到0.999975。由于實(shí)際上的效率均高于級(jí)別下限值，所以凡是常規(guī)高效過(guò)濾器，對(duì)于≥0.5um微粒的效率可按5個(gè)9即0.99999計(jì)算。
用上述效率換算方法，檢驗(yàn)凈化設(shè)備中的高效過(guò)濾器的實(shí)測(cè)值，得到比較一致的結(jié)果。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，認(rèn)為具有0.9995效率（對(duì)0.3um）的高效過(guò)濾器對(duì)≥0.5um微粒將有0.99999的效率。如果按前述方法換算，則當(dāng)對(duì)0.3um微粒的效率為0.9995時(shí)，對(duì)0.5um微粒的效率將達(dá)0.999992。
國(guó)產(chǎn)中效過(guò)濾器有玻璃纖維中效過(guò)濾器和泡沫塑料中效過(guò)濾器，現(xiàn)在常用的是無(wú)紡布中效過(guò)濾器，這實(shí)際上是一種纖維氈式過(guò)濾器。≥
中效過(guò)濾器效率和粒徑的關(guān)系如下：

下圖統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外一些玻璃纖維過(guò)濾器和泡沫塑料過(guò)濾器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可見(jiàn)0.5um的效率和0.3um的效率或者≥0.5um的效率和≥0.3um的效率，均相差很小，這是因?yàn)榇祟愔行н^(guò)濾器的過(guò)濾機(jī)理對(duì)于小微粒的差別反映不大。


從圖中可以看出，在η＜0.8時(shí)有以下近似關(guān)系：