【壓縮機網】在壓縮空氣系統中，我們通常把空氣壓縮機列為主要設備，其他儲氣罐、冷干機、過濾器、吸干機等統統歸為第二類設備，在壓縮空氣系統的設計、選型及運營過程，給予的關注沒有空氣壓縮機那么高，也因此給很多企業在實際使用壓縮空氣過程中造成困擾。如：空壓機產氣量足，但末端用氣量又不夠；壓縮空氣的品質不達標，含水、油等污染物多，造成產品不合格，設備無故損環多；氣壓不穩定等等。尤其是壓縮空氣的品質問題，由其帶來的很多問題也許是“無影無蹤”的，如氣味污染、油霧、水霧、微粒附著等。那么一款壓縮空氣過濾器性能如何去評價呢？限于篇幅，我們僅從濾速、效率、阻力和容塵量四項特性指標進行理論上的簡要分析。

　　一、濾速

　　濾速是衡量過濾器通過壓縮空氣流量的能力，是決定過濾器技術性能的重要參數，同時，其他衡量過濾器性能好壞的主要指標過濾效率、阻力等都與濾速有密切關系。對不同材質的濾芯，濾速有不同的計算方法。

　　1.纖維濾芯濾速的確定

　　在纖維濾芯中，濾速是指過濾器濾芯面上氣流通過的速度（m/s）。根據理想氣體狀態方程式，濾芯流速的計算c:

　　Q-空壓機排氣的容積流量，也即是過濾器的“公稱流量”，Nm3/min；

　　A--過濾器濾芯的展開面積，即垂直于氣流運動方向的有效面積，m2。對于圓形濾芯： 

             （H--濾芯高度，m；di，d0--分別為濾芯的內徑和外徑，m）

　　P0--空壓機的吸氣壓力，P0=0.1MPa

　　P--過濾器的工作壓力（絕對壓力），MPa

　　T0，T--分別為吸氣溫度與過濾器工作溫度，K；

　　濾速反映了濾料的通過能力，特別是反映了濾料的過濾性能，設計采用的濾速愈低，能獲得較好的過濾效率；而過濾器允許的濾速越低，則說明其濾料阻力較大。

　　在一定的結構條件下，濾速反映了過濾器的額定流通量，在過濾面積相同時，總希望允許的額定風量越大越好，這就需要低阻力濾料來保證。

　　1)粉末冶金濾材，濾速的確定：

　　式中：

　　B--粉末冶金濾材的滲透系數（m2），它取決于材料的常數，由實驗確定。

　　η--空氣的動力粘度，N·s/m2;

　　δ--濾層厚度，m

　　K--過濾陶瓷透氣度，m2·mm-2·s-1·Pa-1;

　　△Р--空氣透過過濾層產生的壓力損失，Pa

　　2)陶瓷濾材，濾速的確定：

　　二、過濾效率

　　過濾效率是指過濾器對微粒的捕集效率，是指濾芯層所濾去的微粒數與未經過濾前微粒總數的比值，它是衡量過濾器過濾能力的重要指標。過濾效率主要與微粒的大小，過濾材質和種類與規格（如纖維直徑）、填充密度、過濾層厚度以及氣流速度等因素有關。過濾效率以有幾種表示方法：濃度效率、穿透率和凈化系數。

　　1)濃度效率就是用過濾器進出口氣流中的含塵濃度來表示。

　　2)穿透率經過過濾器后仍然有多少量的微粒穿透濾層，即“穿透率”或“穿透系數”來表示（用K來表示）：

　　式中：N1、N2--分別為過濾前后空氣中微粒的含量（g/m3）。

　　特別說明：過濾效率通常是對某一粒徑的微粒而言的。如美、日等國常用的“DOP效率”是專對粒徑為0.3μm微粒的過濾效率，而不是對大于0.5μm微粒的過濾效率。實驗表明，一只高效過濾器若對0.3μm微粒過濾效率為99.91%，則對0.5μm微粒的過濾效率可達99.994%，而對于大于0.5μm微粒的過濾效率更可高達99.999%。

　　3)凈化系數：以穿透率的倒數表示，即Kc；

　　三、過濾阻力

　　壓縮空氣流過過濾器時會遇到阻力，阻力越大，說明壓損越大，這是我們不愿意看到的。阻力來自兩部分，一是濾料阻力△Р0，二是過濾器的結構阻力，主要表現為濾料上粉塵層引起的阻力△Рd，至于過濾器殼體產生的流通阻力通常只有數Pa，常常忽略不計。

　　1)濾料阻力△Р0

　　是由于氣流通過纖維層時纖維的迎面阻力所產生的，阻力引起的氣流壓力降△Р是一種能量損失。如何計算濾料的阻力，其與纖維層厚度、空氣流速、空氣密度、過濾介質的性質及填充情況的不同而變公。

　　式中：L--濾層厚度，m；

　　Ρ--空氣密度，kg/m2；

　　α--濾料填充系數；

　　c--空氣在濾料層中的實際流速，m/s；c=c0/（1－α）

　　c0--濾層迎面上的空氣流速，m/s；

　　Df--纖維直徑，m；

　　M--實驗指數；

　　β--阻力系數，通過實驗得出。

　　2)粉塵層阻力△Рd

　　隨著使用時間的推移，濾料上粉塵堆積，負荷增重，氣體的過濾速度將減小。

　　式中：N1--過濾器入口端空氣含塵濃度，g/m3；

　　C--濾速，m/s；

　　t--過濾時間，min；

　　s--與粉塵種類有關的系數；

　　f--與濾料種類有關的系數；

　　p--與濾料滲透率有關的系數；

　　df--粉塵的粒徑，μm。

　　四、容塵量

　　過濾器的容塵量是和使用時間有直接關系的應用指標，它決定了過濾器或濾芯的使用壽命。通常將運行中的過濾器終了阻力達到起初阻力一倍時的數值，或者效率下降到初始效率85%時過濾器的積塵量，作為該過濾器的標準容塵量（用N表示）。容塵量與過濾器的工作壽命息息相關，如果積塵量達到規定的標準容塵量時，過濾濾芯壽命也應當終止。

　　式中：N--過濾器的積法量，g；

　　N1--過濾前空氣的含塵濃度，mg/m3;

　　--額定狀態下過濾器的空氣有壓流量，m3/h；

　　t--過濾器運行時間，h

　　η--過濾器的計重效率。

　　本文我們僅從濾速、效率、阻力和容塵量等四項特性指標的理論上，給出了評價壓縮空氣過濾器性能的計算方法，而影響這些特性指標的因素幾乎全都與濾料有關，所以選擇什么濾料（詳見《淺析壓縮空氣過濾器濾材選擇之過濾器技術系列》），是研制過濾器最重要的一環。除了濾料是決定過濾器特性的因素外，過濾器結構，例如濾芯形式也十分重要，因為不同形式的濾芯在阻力、容塵量等指標上有很大差異。當然，對于過濾器的整體特性我們還要按照GB13277《壓縮空氣污染物凈化等級》、GB/T30475《壓縮空氣過濾器 試驗方法》及ISO8573或行業標準進行檢測與測試；同時，還要對成品過濾器進行氣密性、耐壓性等物理特性的檢測。

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