影响滤芯过滤效率的因素

影响过滤器滤芯过滤效率的因素很多，其中主要有微粒直径、纤维粗细、过滤速度和填充率等。

（1）微粒尺寸

过滤器从气流中分离高分散微粒是在多种机理共同作用下实现的。由于扩散作用随微粒减小而增强、而拦截、惯性碰撞和重力沉降等作用随微粒增大而增强，所以过滤器总效率随微粒增大会岀現一个*低点。在大多数情况下，纤维过滤器的*低效率点出现在0.1~0.4um。必须说明的是，该*低效率对应的粒径并不是一个定值，它随微粒的性质、纤维的特性以及过滤速度而发生变化。从实验结果可见，随着滤速的增加，穿透率的*大值向小粒径方向移动。

（2）微粒种类

即使微粒尺寸相同，处于不同相态的微粒对过滤效率也有不同的影响。实验表明，过滤固态微粒比过滤液态微粒效率要高。而且用液态DOP（邻苯二甲酸二辛酯）微粒对几种过滤材料做试验，均有固定效率，随着滤速的增加，相态对效率的影响逐渐减小。其原因归纳起来有：固态微粒的凝聚较液态显著；电荷对固态微粒的影响较液态一人；固态微粒能明显增加过滤器负荷；液态微粒被捕集到纤维上时发生破损；不同相态密度上的差异等。

（3）微粒形状

计算过滤器效率或进行过滤器效率实验时，常常采用球形微粒，而球形微粒与纤维滤料接触时，接触面积比不规则形状的微粒要小，因而不规则形状微粒的沉积概率就大。在通常情况下，被过滤空气中的微粒是不规则的，所以实际过滤效率会略高于计算或实验值。

（4）纤维粗细和断面形状

较小的纤维直径具有较高的捕集效率，所以在选择滤料时力求选用较细的纤维，但由于纤维直径越细，通过纤维层的气流阻力越大，这是需要慎重考虑的。通常认为，纤维断面形状对过滤效率影响不大。

（5）过滤速度

过滤速度分为"面速“和"滤速“。"面速"是指过滤器断面上通过气流的速度。面速反映过滤器的处理能力和占地面积，面速越大，安装过滤器所需的面积越大。所以，面速是反映过滤器结构特性的重要参数。 "滤速"是指滤料面积上通过气流的速度。随着滤速的增加，扩散效率下降，惯性碰撞和拦截效率则提高。所以总效率随着滤速增加“先下降后上升“，即存在一个与*低效率或*大穿透率对应的滤速。从实验了解到，单一玻璃纤维效率与滤速的定量关系。当纤维粒径为20um时，0.7um微粒的*大穿透率出现在0.8m/S附近，而2um微粒的这个数值则在0.2--0.3m/S。因此，在设计过滤器时，应根据需要滤除的主要粒径范围和纤维直径，选择合适的滤速。

（6）纤维填充率

实验证明，随着纤维填充率的提高，过滤总效率将提高。这是因为，随着纤维填充率的提高，纤维间的流速加快，惯性效率和拦截效率都会提高，其增幅大于滤速提高引起的扩散效率下降的幅度。不过，此时过滤器阻力的增加比总效率的提高要快得多。所以，一般不采用增大填充率来提高过滤效率。

（7）气流温度

被过滤气流温度升高，其扩散效率增加，但也导致气体的黏性增大，从而使依靠重力作用和惯性作用的大微粒的沉积效率下降，同时，也使过滤阻力增大。

（8）气流压力

被过滤气流压力降低，将使气流密度减小，空气分子自由行程变大，从而使扩散效率、惯性效率都增加，而对拦截效率影响不大。若压力、温度同时增加，由于压力的增加比温度的增加给予黏性的影响大得多，所以惯性效率下降。

（9）容尘量

过滤器容尘量描述滤料表面的积灰能力，通常将运行中过滤器的终阻力达到其初阻力1倍（或其他倍数）的数值时，或者效率下降到初始效率的85%以下（一般对于预过滤器来说）时，过滤器上沉积的灰尘质量，作为该过滤器的容尘量。随着微粒在纤维表面沉积，过滤器的容尘量不断增加，过滤过程进入第二阶段，即不稳定过滤阶段。灰尘在纤维上的沉积，好比树枝上的积雪，被称为树枝晶状模型。过滤效率随着客尘量的增加而提高。

（10）气流湿度

被过滤的气流湿度增加后，将使微粒的穿透能力提高，从而降低了效率，原因是湿空气使静电效应消失，布朗运动减弱，而使微粒容易被后来的气流夹带继续穿透。