纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展
空氣過濾器的過濾材料內(nèi)雜亂交織的纖維層在允許氣流通過的同時把灰塵攔住。捕集微粒的作用有攔截效應、慣性效應、擴散效應、重力效應和靜電效應等。在一個纖維過濾器內(nèi)，微粒被捕集可能由于所有機理的作用，也可能由于一種或某幾種機理的作用，這要根據(jù)微粒的尺寸、密度、纖維粗細、纖維層的填充率、氣流速度等條件決定纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展方向。
過濾理論特別是空氣過濾理論的研究早在l9世紀已經(jīng)開始，過濾理論由早期的經(jīng)典過濾理論發(fā)展到現(xiàn)代過濾理論及微孔過濾理論。
對微細顆粒運動規(guī)律的最早認識是在l9世紀初期，植物學家Brown觀察了微細顆粒懸浮在液體中的運動(即布朗運動)；1922年，F(xiàn)reundlich發(fā)展了對氣溶膠過濾規(guī)律的認識，提出在0 ～0．2 LLm半徑范圍內(nèi)氣溶膠顆粒存在最大滲透率；1 93 1年，Albrecht率先對氣流通過單一圓柱纖維運動進行了研究，建立了
Albrecht理論，隨后Sell對其進行了必要的改進。1936年，Kaufmann首先把布朗運動和慣性沉淀的概念一同應用到纖維過濾理論中，推導出過濾作用的數(shù)學公式；1942年，Langmuir繼續(xù)對過濾理論進行研究，認為過濾是截留和擴散的集合，而慣性粒子在過濾纖維上的沉淀是可以忽略的。
1952年，Davies把擴散、截留和慣性3種機制結合起來并用公式表示出來[5／，從而建立了新的過濾理論——孤立纖維理論；1958年Friedlanderto及1967年Yoshioka發(fā)展了獨立纖維理論，他們對較大雷諾數(shù)情況下顆粒的慣性、擴散沉積及重力效應和過濾器阻塞現(xiàn)象進行了研究和總結；1967年，Pickaar和Clarenburg試圖提出一個纖維過濾器微孑L結構的數(shù)學理論；1987年Pich及1993年Brown在其專著中描述了過濾理論的最新發(fā)展。
現(xiàn)代過濾理論證明了慣性沉淀的正確性和最大穿透力粒子的存在，認為過濾效率是截留效應、布朗擴散效應、重力效應、沉淀效應與壓力效應的集合；過濾過程中可能存在的機理有攔截、慣性碰撞、擴散、靜電效應、庫侖吸引排斥、映像力、電泳力及沉淀(重力)。纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展,現(xiàn)代過濾理論中具有代表性的是Davies的過濾理論
與Kuwarbara的流場分布。
1992年，Payet、Gougeon和Attoui考慮了氣體在單一纖維上的滑動，對經(jīng)典理論引入修正系數(shù)，使得理論與實驗數(shù)據(jù)更好地吻合。1995年，Rosnert提出分散在單一纖維體表面的顆粒以不規(guī)則的分布和常常形成樹枝狀結構為特征，建立了最新改善的理論和顆粒在單一纖維體上的空間分布[91。利用此理論和計算程序可預測顆粒的沉積。
2001年，Thomas等對過濾器在產(chǎn)生阻塞的情況下進行了空氣過濾的理論與實驗研究，提出了過濾器在濾餅存在的情況下，過濾效率及壓力損失的計算模型。近幾年來，國外許多學者對空氣過濾器在積塵情況下的效率性能及濾餅的形成和機理進行了理論實驗及模擬研究，取得了一定的成果[8-11]。過濾理論的研究尚不完善，國內(nèi)有關過濾機理的研究文獻比較少，不同結構過濾器的捕集效率和壓力損失的理論計算，過濾器的負荷特性對捕集效率及壓力損失的影響及濾料的結構特性對捕集效率及壓力損失的影響等問題，都有待研究解決。因此，纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展過濾理論的進一步研究對空氣過濾技術的發(fā)展具有重大意義和實用價值。
纖維過濾器過濾理論的研究與發(fā)展
空氣過濾器的過濾材料內(nèi)雜亂交織的纖維層在允許氣流通過的同時把灰塵攔住。捕集微粒的作用有攔截效應、慣性效應、擴散效應、重力效應和靜電效應等。在一個纖維過濾器內(nèi)，微粒被捕集可能由于所有機理的作用，也可能由于一種或某幾種機理的作用，這要根據(jù)微粒的尺寸、密度、纖維粗細、纖維層的填充率、氣流速度等條件決定。
過濾理論特別是空氣過濾理論的研究早在l9世紀已經(jīng)開始，過濾理論由早期的經(jīng)典過濾理論發(fā)展到現(xiàn)代過濾理論及微孔過濾理論。
對微細顆粒運動規(guī)律的最早認識是在l9世紀初期，植物學家Brown觀察了微細顆粒懸浮在液體中的運動(即布朗運動)；1922年，F(xiàn)reundlich發(fā)展了對氣溶膠過濾規(guī)律的認識，提出在0 ～0．2 LLm半徑范圍內(nèi)氣溶膠顆粒存在最大滲透率；1 93 1年，Albrecht率先對氣流通過單一圓柱纖維運動進行了研究，建立了
Albrecht理論，隨后Sell對其進行了必要的改進。1936年，Kaufmann首先把布朗運動和慣性沉淀的概念一同應用到纖維過濾理論中，推導出過濾作用的數(shù)學公式；1942年，Langmuir繼續(xù)對過濾理論進行研究，認為過濾是截留和擴散的集合，而慣性粒子在過濾纖維上的沉淀是可以忽略的。
1952年，Davies把擴散、截留和慣性3種機制結合起來并用公式表示出來[5／，從而建立了新的過濾理論——孤立纖維理論；1958年Friedlanderto及1967年Yoshioka發(fā)展了獨立纖維理論，他們對較大雷諾數(shù)情況下顆粒的慣性、擴散沉積及重力效應和過濾器阻塞現(xiàn)象進行了研究和總結；1967年，Pickaar和Clarenburg試圖提出一個纖維過濾器微孑L結構的數(shù)學理論；1987年Pich及1993年Brown在其專著中描述了過濾理論的最新發(fā)展。
現(xiàn)代過濾理論證明了慣性沉淀的正確性和最大穿透力粒子的存在，認為過濾效率是截留效應、布朗擴散效應、重力效應、沉淀效應與壓力效應的集合；過濾過程中可能存在的機理有攔截、慣性碰撞、擴散、靜電效應、庫侖吸引排斥、映像力、電泳力及沉淀(重力)�，F(xiàn)代過濾理論中具有代表性的是Davies的過濾理論
與Kuwarbara的流場分布。
1992年，Payet、Gougeon和Attoui考慮了氣體在單一纖維上的滑動，對經(jīng)典理論引入修正系數(shù)，使得理論與實驗數(shù)據(jù)更好地吻合。1995年，Rosnert提出分散在單一纖維體表面的顆粒以不規(guī)則的分布和常常形成樹枝狀結構為特征，建立了最新改善的理論和顆粒在單一纖維體上的空間分布[91。利用此理論和計算程序可預測顆粒的沉積。
2001年，Thomas等對過濾器在產(chǎn)生阻塞的情況下進行了空氣過濾的理論與實驗研究，提出了過濾器在濾餅存在的情況下，過濾效率及壓力損失的計算模型。近幾年來，國外許多學者對空氣過濾器在積塵情況下的效率性能及濾餅的形成和機理進行了理論實驗及模擬研究，取得了一定的成果[8-11]。過濾理論的研究尚不完善，國內(nèi)有關過濾機理的研究文獻比較少，不同結構過濾器的捕集效率和壓力損失的理論計算，過濾器的負荷特性對捕集效率及壓力損失的影響及濾料的結構特性對捕集效率及壓力損失的影響等問題，都有待研究解決。因此，過濾理論的進一步研究對空氣過濾技術的發(fā)展具有重大意義和實用價值。
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