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WILKERSON威爾克森高效過濾器性能分析
機場飛機釋放大量超細(xì)顆粒物，霧霾天氣時大氣中高濃度的PM2.5顆粒物，在飛機候機過程中進(jìn)入機艙內(nèi)部；同時，機艙內(nèi)部人員活動、物品也散發(fā)大量顆粒物，因此，機艙內(nèi)的乘客面臨嚴(yán)重的顆粒物暴露風(fēng)險。不同尺度的顆粒物通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入并沉積在不同部位，形成病灶。為保障艙內(nèi)乘客健康，需要對艙內(nèi)空氣進(jìn)行凈化處理，安裝回風(fēng)過濾器成為必須，而過濾器的性能又直接影響艙內(nèi)空氣品質(zhì)，因此，需要對航空過濾器性能進(jìn)行研究。

WILKERSON威爾克森高效過濾器性能分析
本文參照EN1822和EN779標(biāo)準(zhǔn)，建立和完善了航空過濾器全壽命性能檢測方法。效率測試，采用SMPS+OPC的方法檢測過濾器從10nm到3μm整個粒徑范圍內(nèi)的效率，以評價過濾器對從超細(xì)顆粒物到PM2.5整個粒徑范圍的效率。三種過濾器初始效率分別為：Donaldson過濾器MPPS效率80%，MPPS在100nm；Pall-1過濾器MPPS效率為99.75%，MPPS在125nm；Pall-2過濾器MPPS效率為96%，MPPS在130nm。容塵實驗，使用A2塵與ASHRAE塵分別對Donaldson過濾器進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)使用ASHRAE塵實驗時的效率、阻力增大更快，這是由于ASHRAE塵粒徑整體上大于A2塵，大顆粒導(dǎo)致纖維孔隙更快地堵塞。對同樣使用ASHRAE塵實驗的Donaldson過濾器與Pall過濾器，Pall過濾器的效率、阻力增大更快，經(jīng)電鏡照片分析得知是由于Pall過濾器纖維組成以細(xì)纖維為主，具有更大的容密度與過濾面積。利用一簡單的數(shù)學(xué)模型對Pall-2過濾器的壽命進(jìn)行理論預(yù)測，發(fā)現(xiàn)在中國大氣條件下使用的過濾器阻力增長快，*按照“C檢”時間更換過濾器是不科學(xué)的。 為評價機艙通風(fēng)系統(tǒng)對艙內(nèi)污染物的去除效果，基于模擬飛機真實尺寸的環(huán)境艙，將航空過濾器安裝在機組中，在艙內(nèi)采用人工發(fā)塵、混合、衰減的方法，以CADR為評價指標(biāo)來評價通風(fēng)系統(tǒng)對顆粒物的去除效果。對0.5μm~3μm粒徑范圍內(nèi)顆粒物計數(shù)濃度以及PM2.5計重濃度的去除效果的測試表明，CADR分別為16m3/min與25m3/min。相當(dāng)于系統(tǒng)對顆粒物計數(shù)濃度和計重濃度的凈化效果為分別為53%和83%，與過濾器本身效率相比，有所下降。另外，實驗結(jié)果表明CADR值隨風(fēng)量的增大而增大；在各種不同風(fēng)量下，CADR值均隨粒徑的增大而增大。 本文的研究能為航空過濾器的開發(fā)及機艙空氣品質(zhì)的提高提供科學(xué)依據(jù)和相關(guān)實驗基礎(chǔ)。
降低高效空氣過濾器的阻力對于提高空氣凈化產(chǎn)品的性能、降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的成本有著重要的意義。本文通過相關(guān)的的實驗和理論分析研究了影響高效空氣過濾器阻力的各種因素與阻力之間的關(guān)系，得出了能使高效空氣過濾器阻力zui低的*褶間距和*褶深的具體數(shù)據(jù)，推導(dǎo)出了高效空氣過濾器的阻力計算公式以及其他結(jié)論。 高效空氣過濾器的阻力與濾紙?zhí)匦浴V紙褶間距、濾紙褶深、濾紙褶形狀、氣流溫度等有關(guān)。減小濾紙褶間距和增大濾紙褶深都可以增大過濾面積，減小濾紙阻力，但同時會增大結(jié)構(gòu)阻力，因此存在*的褶間距和褶深使過濾器的阻力zui低。不同的濾紙有不同的*結(jié)構(gòu)參數(shù)。在本課題中，對于用濾紙A制造的平板密褶型高效空氣過濾器，褶深分別為30 mm、52 mm和73 mm時相應(yīng)的*褶間距分別為2.7 mm、3.4 mm和4.0 mm,改用濾紙B后，同樣褶深對應(yīng)的*褶間距分別為2.5 mm、3.1 mm、3.7 mm。對于用濾紙A制作的平板密褶型高效空氣過濾器，褶間距為3.3mm時，*的褶深度介于52mm～63mm。有隔板高效空氣過濾器的褶間距和褶深也存在著類似的規(guī)律。V形剖面的濾紙褶是一種比矩形剖面的濾紙褶阻力更低的氣流通道形式。 根據(jù)高效空氣過濾器內(nèi)氣流流動狀況，推導(dǎo)出高效空氣過濾器阻力的理論計算公式。該公式對常見的有隔板高效空氣過濾器和部分平板密褶型高效空氣過濾器的適用性較好。但不大適用于大褶深、小褶間距的平板密褶型高效空氣過濾器。本實驗范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化在降低過濾器阻力的同時，對過濾效率沒有明顯影響。

WILKERSON威爾克森高效過濾器性能分析
測試氣流的溫度升高，過濾器阻力隨之變大。不同廠家、不同批次的濾紙阻力特性有較大差距，本實驗中有隔板高效空氣過濾器的阻力比平板密褶型高效空氣過濾器的阻力更均勻。在進(jìn)行高效空氣過濾器阻力研究時必須考慮氣流溫度、濾紙、制造工藝的影響。