空气滤清器有几种类型？

一、空气滤清器有几种类型？

空气滤清器一般有纸质和油浴式两种类型。

由于纸质滤清器具有滤清效率高、质量轻、成本低、维护方便等优点，已被广泛采用。纸质滤芯的滤清效率高达99.5%以上，油浴式滤清器的滤清效率在正常的情况下滤清效率为95－96%。

轿车上广泛使用的空气滤清器是纸质滤清器，又分为干式和湿式两种。对干式滤芯来说，一旦浸入油液或水分，滤清阻力就会急剧增大，因此清洁时切忌接触水分或油液，否则必须更换新件。

在发动机运转时，进气是断续的，从而引起空气滤清器壳体内的空气振动，如果空气压力波动太大，有时会影响发动机的进气。此外，这时也将加大进气噪声。为了抑制进气噪声，可以加大空气滤清器壳体的容积，有的还在其中布置了隔板，以减小谐振。

空气滤清器的滤芯分为干式滤芯和湿式滤芯两种。干式滤芯材料为滤纸或无纺布。为了增加空气通过面积，滤芯大都加工出许多细小的摺皱。当滤芯轻度污损时，可以使用压缩空气吹净，当滤芯污损严重时应当及时更换新芯。

湿式滤芯使用海棉状的聚氨脂类材料制造，装用时应滴加一些机油，用手揉匀，以便吸附空气中的异物。如果滤芯污损之后，可以用清洗油进行清洗，过分污损也应该更换新滤芯。

如果滤芯阻塞严重，将使进气阻力增加，发动机功率下降。同时由于空气阻力增加，也会增加吸进的汽油量，导致混合比过浓，从而使发动机运转状态变坏，增加燃料消耗，也容易产生积炭。平时应该养成经常检查空气滤清器滤芯的习惯。

二、什么是无隔板高效过滤器呢？

外框主要使用：铝合金型材、多层板框、铝板框、镀锌钢板框，使用最多为铝合金型材框，主要制作成立方体形结构。无隔板滤器特性。结构特性滤料特性多采用玻璃纤维，化纤类逐渐在使用，目前国外有些厂家采用带静电的聚四氟乙烯纤维（驻极体）制造高效过滤器、俗称PTFE。无隔板与有隔板的区别高效结构又有和之分。无隔板主要采用热溶胶作为滤芯的分隔物，便于机械化生产。加之其具有体积小、重量轻、便于安装、效率稳定、风速均匀的优点，目前洁净厂房所需的大批量的过滤器多采用无隔板结构。有隔板高效，多采用铝箔、纸做成折叠状作为滤芯分隔物，形成空气通道。分隔板有采用优质牛皮纸，热滚压成形或采用胶版纸作分隔板。目前，多采用双面上胶的铜版纸作分隔板，主要目的是为了防止分隔板受冷热干湿的影响发生收缩，从而散发微粒。在温湿度发生变化时，这种隔板纸可能会有较大颗粒散发，从而造成洁净厂房洁净度测试不合格。所以，对于洁净度要求较高的场所，应推荐客户使用无隔板高效空气过滤器。国外的有隔板过滤器的价格要高于无隔板价格，所以国外使用有隔板的场所较少。此外，与有隔板过滤器的矩形通道相比，无隔板过滤器的V形通道进一步改善了容尘的均匀性，延长了使用寿命。通风用无隔板过滤器可避免使用金属部件，易于废弃处理，符合日益严格的环保要求。除了某些耐高温和高安全性要求的特殊场合，无隔板过滤器均可取代有隔板过滤器。

拦截空气中的尘埃粒子，随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的作用而移动，当微粒运动撞到其它物体，物体间存在的范德华力（是分子与分子、分子团与分子团之间的力）使微粒粘到纤维表面。进入过滤介质的尘埃有较多撞击介质的机会，撞上介质就会被粘住。较小的粉尘相互碰撞会相互粘结形成较大颗粒而沉降，空气中粉尘的颗粒浓度相对稳定。室内及墙壁的退色就因为这原因。把纤维过滤器像筛子一样看待是错误的。惯性和扩散颗粒粉尘在气流中作惯性运动，当遇到排列杂乱的纤维时，气流改变方向，粒因惯性偏离方向，撞到纤维上而被粘结。粒子越大越容易撞击，效果越好。

功能特性当减少过滤器的尺寸和重量时还可以提升它的风量。对于很小的空间对风速的需求可以生产更大风量的产品。为了便于搬运、安装，可以提供较小，较轻的外框以降低重量。 很好的产品设计可以灵活地对产品进行安装、更换及升级。 产品性能好于2倍外框高度的有隔板过滤器。55mm , 70mm及75mm褶高的产品可以降低产品阻力，提高过滤效率，性能好于市场上其它的无隔板产品。当使用 55mm 70mm , 75mm 褶高的产品是可以减低产品阻力为系统带来节能效益。

三、汽车空气滤芯设备

空气滤清器是对空气进行净化的装置，它由壳体和滤芯组成，滤芯布置在壳体内。大气中有各种异物，例如灰尘、砂粒等，它们将加速发动机的磨损，从而降低发动机的使用寿命。有时轮胎会带起飞石，一旦进入发动机，就能使发动机严重损坏。空气滤清器能防止出现这种情况。

为了增加进气量，空气滤清器壳体一般都较大，许多赛车甚到把车架的一部分设计成空气滤清器壳体，以提高其容积。

在发动机运转时，进气是断续的，从而引起空气滤清器壳体内的空气振动，如果空气压力波动太大，有时会影响发动机的进气。此外，这时也将加大进气噪声。为了抑制进气噪声，可以加大空气滤清器壳体的容积，有的还在其中布置了隔板，以减小谐振。

四、核级高效空气过滤器的结构与阻力有什么关系

高效空气过滤器(High-Efficiency ParticulateAirFilter, HEPA Filter)能够在极高收集效率(≥99.97%

)下去除低浓度的亚微米粒子,美国原子能委员会于20世纪40年代就将其用于实验型反应堆中去除放射性尘埃(Anglenetal.,

2003),现在已成为世界各国核工业中普遍采用的防止放射性气溶胶污染大气的一种重要的环保设备.降低高效空气过滤器的阻力,可以明显降低通风系统的建造和运行成本.研究阻力与其他结构参数之间的关系、降低过滤器阻力是过滤理论及实验研究的核心任务之一(付海明等,

2003).

过滤理论及实验研究始于20世纪初. 1922年,Freundlich提出在0. 1~0. 2μm半径范围内的气溶胶颗粒物存在最大渗透率(Spurny,

1997).此后,国内外许多学者对空气过滤理论进行了大量的研究,给出了过滤器阻力的计算公式,但计算结果与实测数据存在较大的偏差(林忠平,

1998;许钟麟,1998).Thomas(2001)等对非稳态条件下的过滤器阻力进行了实验和模拟研究.到目前为止,现有的理论无法直接用于指导过滤器的生产实践.本文通过实验改进高效空气过滤器的结构形式,找出阻力最低时高效空气过滤器的结构参数,探讨高效过滤器的结构与阻力之间的关系,对于开发高性能的空气过滤器、探讨过滤理论具有重要的意义.

高效空气过滤器的阻力分为过滤材料阻力和结构阻力两部分.

过滤材料阻力

目前,人们习惯用达西定律来研究过滤材料的阻力.过滤理论认为,在低流速、小雷诺数的情况下,多孔介质两端的压差服从达西(Darcy)定律:

过滤器结构阻力

在过滤器结构阻力方面,相关的理论研究较少.结构阻力分为两部分,一部分是空气流进、流出过滤器时,由于通风面积发生突变(进风时突缩、出风时突扩)而产生的能量损失;一部分是空气在过滤器内流动时受到过滤材料、分隔物阻挡、摩擦而产生的能量损失.通过研究空气在过滤器气流通道内的流动情况,可以计算结构阻力.

通过实验来确定合理的高效空气过滤器的结构参数

在过滤器的过滤材料、外形尺寸、通风量一定时,增加过滤器的滤料面积可以降低空气穿过过滤材料的速度.根据公式(1),会降低滤料阻力.同时,增加滤料面积时所采取的措施(如减小滤纸褶的间距、增大滤纸褶的深度),常常会导致结构阻力的升高.综合作用的结果就是存在最佳的结构参数,使过滤器的总阻力最低.现有的理论无法得出准确的结构参数,使高效空气过滤器的阻力降至最低,因此,通过实验研究.优化阻力最低时高效空气过滤器的结构参数,可以指导过滤器的生产和开发.本文从过滤材料的褶间距、褶深度、褶形状三个方面来研究过滤器的结构与阻力的关系.

实验过滤器选用平板密褶型高效空气过滤器和有隔板的高效空气过滤器,过滤材料选用进口的和国产的高效空气过滤玻纤滤纸(本文中分别用滤纸A和滤纸B表示).

过滤材料的阻力特性

目前,高效空气过滤材料有玻纤滤纸、驻极体聚丙烯、PTFE等(范存养等,

2001),其中玻纤滤纸性能稳定、价格合理,是主流的高效空气过滤材料,而其他过滤材料或价格昂贵或性能不稳定,尚未得到广泛应用.图1为本实验中选用的两种过滤材料的阻力性能测试结果.可以看出,进口滤纸A的阻力明显低于国产滤纸B.

褶间距对阻力的影响

在高效空气过滤器外形尺寸一定的情况下,减小滤料的褶间距,可以增加过滤器的滤料面积,减小滤速,降低气流穿透滤料的阻力.但随着褶间距的减小,气流通道也将变小,会增大气流在气道内流动的能量损失(阻力).所以,存在一合适的褶间距,使过滤器的总阻力降至最低.为此,本文对不同滤料、不同褶间距的3种尺寸的平板密褶型高效空气过滤器,在1000

m³.h-1风量下的阻力进行了测试,

褶深度对阻力的影响

在对过滤器的深度尺寸没有严格要求的情况下,增加滤料褶的深度也可以有效增加滤料面积,降低气流穿透滤料的阻力.滤料褶深度的增加,同样会导致气流通道内摩擦阻力的增大,因此,也存在一个最合理的使过滤器阻力最低的滤料褶深度.

组用国产滤料B制作的有隔板的高效空气过滤器的阻力曲线.在常用的有隔板HEPA过滤器的深度范围内(120~320mm),增加过滤器深度可有效降低过滤器阻力.过滤器深度较小(120

mm)时,这种影响更大;当过滤器深度较大(292 mm)时,增加深度导致的阻力降低不明显.

可见,对于固定的滤料褶间距,对应有最佳的使过滤器阻力最低的滤料褶深度.为了降低过滤器阻力,可以增加滤料褶深度,但同时必须考虑调整滤料的褶间距.

褶形状对阻力的影响

通常,波纹分隔板一边抵住滤料褶的底部,一边露出滤料褶5mm,其宽度比滤料褶的深度大5~8mm,形成矩形剖面的气流通道.减小波纹分隔板的宽度,通过特定的制造工艺,可以使滤料褶的底部形成大小不一的V字形状

显然,当滤料褶数和褶深度相同时,采用V字形剖面气流通道的过滤器,与采用矩形剖面气流通道的过滤器相比,滤料面积要略小(矩形气流通道,即d=0时,过滤器的滤料面积为23.

9 m²;d=30mm时V字形剖面气流通道的过滤器,滤料面积为23.6 m².

).但根据阻力的实测情况来看,过滤器的阻力反而更低.即V字形剖面的气流通道可以用更小的滤料面积获得更低的过滤器阻力.当d=15 mm时,滤料面积为23. 608

m²;当d=40mm时,滤料面积为23. 602

m²,可以认为,两者的过滤面积基本相同,所以过滤器的滤料阻力也基本相同,这时过滤器的阻力差(12Pa)基本上就是结构阻力的差值,可见,V字形剖面的气流通道是一种阻力更低的气流通道形式.斜波纹板有隔板的高效空气过滤器,不仅是增加了过滤面积,实际上也是采用了一种更优的气流通道形式.

根据公式(3),作者对实验中的36台有隔板的HEPA过滤器的阻力进行了计算,计算结果和实测结果如表4所示.计算值和实测值的偏差主要是滤料的不均匀性、工艺的不稳定性以及某些参数选取的不确定性引起的.

对过滤器的效率的影响

过滤器的效率按GB 6165-85规定,进行了钠焰法测试.测试效率时的风量与测试阻力时的风量相同,结果表明,过滤器的效率均不低于99.

99%.但不同结构参数的HEPA过滤器,其过滤效率不存在明显的规律.结构最优、阻力最低的过滤器,效率不一定最高.这说明,合理的结构优化能在保证效率的前提下明显降低HEPA过滤器的阻力.

结论(Conclusions)

1)存在最佳的结构参数使HEPA过滤器的阻力最低,但理论计算值与实际情况尚有差距.

2)不同的过滤材料对应有不同的过滤器最佳结构参数.进口滤料的褶深为33、52 mm和73 mm时,对应阻力最低的褶间距分别为2. 7、3. 4

mm和4. 0 mm;国产滤料的褶深为33、52、73、105 mm和245 mm时,对应阻力最低的褶间距分别为2. 5、3.1、3. 7、4. 8 mm和5.

4 mm.

3) V字形气流通道是一种阻力更低的气流通道形式.合理的结构优化能在保证效率的前提下,明显降低高效空气过滤器的阻力.