滤料的过滤机理1.含尘气体以0.5-3m/min的速度通过滤料,尘粒在滤料纤维层里运行时间仅0.010.3s。在一瞬间,气体中的尘粒被滤料分离出来,有两个机制:一是纤维层对尘粒的捕集;二是粉尘层对尘粒的捕集。在某种意义上讲,后一种机制有着重要的作用。.扩散效应小于0.2m的粒子和气体分子相互碰撞后产生不规则运动。由于1872年英国人布朗( Brown)先发现微粒在流体内做不规则运动故称布朗运动。不规则运动中,一部分尘粒被纤维或尘层所阻留,这种现象称为扩散效应。2.惯性效率 若颗粒质量较大,当气体流经纤维层而被截住的机理称为惯性效应。试验证明,惯性碰撞效果正比于尘粒的大小。尘粒的密度以及气流的速度,而反比于纤维的直径当粒子沿气流流线随着气流直接向纤维捕集体运动时,由于气流流线离纤维表面的距离在3.直接拦截粒子半径范围以内,则粒子与纤维接触并被捕集,这种捕集机制称为直接拦截。在惯性碰撞的捕集中,粒子是一颗大而重的质点,当质点接触纤维体表面时即被捕集。在拦截中,是粒子的表面而不是萁 接触纤维体被捕集的,所以存在捕集效率对惯性参数图53直接拦截捕集机理Kp的一簇曲线,它决定于粒子直径与捕集体直径之比值K1。当粒子的质量很大,即K→∞时,所有粒子都沿着直线运动,在直径为D。的流管内的粒子全部都能与捕集体碰撞。此外,距捕集体表面的距离在d/2以内的粒子也将捕集体接
触。因此,由于拦截机制而使捕集效率的增加为71=K1(圆柱体),或n1=K(球体)当粒子质量很小,即Kp→0时,则粒子随着气流沿流线运动。若粒子的 距捕集体的距离在d1/2以内,则粒子能与捕集体接触而被捕集。由于拦截机制所引起的捕集效率增量,可按方程推算。4.重力沉降对于水平横向圆柱捕集体,粒子的重力沉降捕集效应==Cup是g重力沉积捕集效率重力沉降速度以g气体特征系数C修正系数粒子密度d粒子的当量直径重力加速度气体黏度可见,只有颗粒较大、气体速度较小时重力沉降的作用才较明显5.静电吸引气流冲刷纤维捕集体,摩擦作用可使纤维带电荷。某些粉尘颗粒在运动中也会带上电荷。如纤维上附有树脂,电荷作用会加强。在外界不施加静电场时,由于捕集体的导电、离子化气体分子的经过、放射性的辐照,带电颗粒的沉降等现象,这种电荷会慢慢减少。6.筛分效应 滤料间的空隙或滤料上粉尘间的空隙较尘粒小时有利于筛分阻留,即为筛分效应.很显然,尘粒越大,纤维空隙越小,被筛分的概率就越大.一般情况下新的洁净滤布的筛分作用并不强.当粉尘在滤布表面大量沉积形成粉尘层时,筛分作用加强,分离和捕集粉尘效率提高。7.非稳定过滤得捕集 滤料的过滤过程按时间序列可分为两个阶段,即稳定过滤和非稳定过滤阶段。在稳定过滤阶段,假设忽略颗粒沉积产生对滤布结构的变化,颗粒与纤维接触而被捕集,不考虑过滤机理的修正,因此,捕集效率不受过滤时间的影响。随过滤时间增加,在纤维表面逐步形成的颗粒导致非稳定过滤阶段产生,滤布空隙率的改变及颗粒形成的链状有利于纤维捕集能力的提高,导致捕集效率随过滤时间及颗粒沉积量的增加而增大。清洁状态下,单纤维捕集效率的定义为颗粒弹道轨迹入口处高度与纤维直径之比值,在实际过程中,随时间的加,纤维的形状及尺寸均产生较明显的变化。有关 表明,一般情况下,单纤维捕集效率随颗粒的沉积量呈线性增加,