测试环境对高效/超高效过滤器扫描台检测结果影响的研究

论文摘要

现代化的科学实验和生产活动对空气洁净度的要求越来越高,高效/超高效空气过滤器的作用也因此显得至关重要。为了保证高效过滤器的可靠性,新过滤器出厂前必须进行检测,包括全效率、阻力及检漏等内容。随着认识的深入和检测技术的发展,传统检测方法都有被计径效率法替代的趋势。国外已相继出台了多个标准,但是各个标准中并没有对测试环境提出明确要求,仅仅要求采取一些保护措施,也未见有相关研究。国外的高效/超高效过滤器扫描检测台设计较为复杂或置于具有很高洁净度的洁净室内,这虽然保证了测试的准确性,但也相应提高了制造成本。国内对高效过滤器扫描测试台的研制起步较晚,对于这方面的研究也较少。因此,本课题就测试环境对过滤器扫描检测结果的影响展开研究,为国内高效/超高效空气过滤器扫描检测台研发提供技术支持。本文首先从理论上计算并分析了采样速度、采样高度、室内固体颗粒重力沉降等因素对扫描检测结果的影响。然后重点在净化环境和清洁环境下分别对采样高度、围挡高度、小盖板安装高度以及采用小盖板后的采样高度等因素在高效过滤器中心及滤芯边缘处进行了粒子检测对比试验,并通过单因素分析,确定了上述诸因素对检测结果的影响。同时,为了补充和解释实验结果,本文还辅以数值模拟手段,就采用小盖板前后不同围挡高度分别进行了气流组织的数值模拟与分析,另外,还利用该技术对创造过滤器扫描检测台局部净化环境的方式进行了对比分析。研究表明:在洁净环境中进行扫描测试的结果优于在清洁环境中得到的结果;不论是否在净化环境条件下,在30mm高度范围内,过滤器中心采样结果都不受采样高度的影响;过滤器滤芯边缘处采样结果则受检测环境影响很大,但可以通过采用增设围挡、改变围挡高度及增设小盖板进行改善;如果仅对高效/超高效过滤器进行检漏,不必采用最易穿透粒径粒子进行扫描测试,而采用粒径大于1μm的粒子进行检漏则更佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 过滤器的应用
• 1.1.2 空气过滤器的发展
• 1.1.3 空气过滤器标准的发展
• 1.2 空气过滤器检测方法的发展及现状
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本课题研究内容及意义
• 第二章 高效空气过滤器过滤机理及性能
• 2.1 过滤器过滤机理
• 2.1.1 拦截（或称接触、钩住）效应
• 2.1.2 惯性效应
• 2.1.3 扩散效应
• 2.1.4 重力效应
• 2.1.5 静电效应
• 2.2 空气过滤器的分类
• 2.2.1 按结构性形式分类
• 2.2.2 按过滤效率分类
• 2.3 过滤器的性能评价
• 2.4 高效过滤器效率的检测方法
• 2.4.1 钠焰法Sodium Flame
• 2.4.2 油雾法oil mist
• 2.4.3 DOP 法
• 2.4.4 计数扫描法
• 2.4.5 其他方法
• 2.4.6 EN1822 简介
• 2.4.7 MPPS 实验台在中国的应用及存在问题分析
• 第三章 实验研究与分析
• 3.1 实验内容及目的
• 3.2 实验系统简介
• 3.2.1 实验系统工作流程
• 3.2.2 实验系统1 简介
• 3.2.3 实验系统2 简介
• 3.3 采样系统的优化设计
• 3.3.1 采样速度的确定
• 3.3.2 采样高度的确定
• 3.3.3 测试环境影响分析
• 3.4 测试环境对过滤器扫描结果的影响
• 3.5 围挡高度对扫描结果的影响
• 3.6 采样高度对扫描结果的影响
• 3.7 小盖板对扫描结果的影响
• 3.7.1 不同围挡高度下小盖板的设置对扫描结果的影响
• 3.7.2 不同采样高度下小盖板的设置对扫描结果的影响
• 3.7.3 不同盖板安装高度对扫描结果的影响
• 3.8 本章小结
• 第四章 数值模拟分析
• 4.1 数值模拟基础理论
• 4.1.1 计算流体力学概述
• 4.1.2 湍流流动和控制方程
• 4.1.3 计算区域和控制方程的离散
• 4.1.4 代数方程组的求解
• 4.2 数值模拟
• 4.2.1 物理模型
• 4.2.2 数学模型
• 4.2.3 边界条件
• 4.2.4 模拟结果
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 附表
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢