风冷式电子设备用空气净化材料的实验研究

论文摘要

随着电子设备集成度的提高,设备的发热量也逐渐增加。对于这些电子设备,如果无法有效散热,会导致温度过高,引起设备故障,因而需要对电子设备进行风冷散热。风冷散热中,新鲜风流中的颗粒物必须有效去除,以避免其附着在电路板上妨碍散热。滤料作为风冷式电子设备空气净化系统的核心部分,由于电子设备风机能力小、风量和风压低,有别于常规滤料。滤料的过滤性能和使用寿命,直接影响电子设备的可靠运行和安全使用。因此,对风冷式电子设备空气净化材料的性能研究有重要的现实意义。本文在系统分析了国内外实验方法的基础上,针对风冷式电子设备现场使用中出现的问题,提出并设计了系统的实验方案,研究了颗粒捕集的机理和纤维层过滤机理,为滤料性能优化指明方向。针对三类六种典型的滤料,对其物性参数、洁净态的阻力特性、容尘态的阻力特性、滤尘效率、滤尘-风速特性、滤水特性进行了实验研究,得出了规律性的结论。比较了相同类别不同滤料的物性参数,静态阻力特征以及不同湿度下阻力随时间的变化特征；分析了孔径、滤速及湿度对六种滤料过滤效率的影响,得到了黑色发泡海绵和纤维层滤料的滤尘综合性能指标及纤维层疏水滤料的滤水综合性能指标。根据实验的结果和统计规律,建立了滤料阻力与粉尘浓度、过滤速度、时间和过滤效率的数学关系,并对其进行了验证,该结果可用于预测空气过滤材料的使用寿命。实验得出的数据参数可以作为行业用户合理选用空气过滤材料的依据,也可作为产品质量的提高和新产品开发的方向指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 题目意义
• 1.2 空气过滤理论的研究与发展
• 1.2.1 过滤的数学模型
• 1.2.2 过滤理论的研究与发展
• 1.3 过滤材料概述
• 1.3.1 空气过滤材料的发展现状
• 1.3.2 滤料的种类
• 1.3.3 电子设备用滤料
• 1.3.4 滤料的阻力特性
• 1.3.5 滤料的静态除尘率
• 1.3.6 滤料的动态除尘率
• 1.4 国内外对滤料滤尘性能的研究
• 1.5 风冷式电子设备空气净化系统的研究背景
• 1.6 研究内容
• 第2章 滤料的捕尘过滤机理
• 2.1 颗粒捕集机理
• 2.1.1 拦截效应
• 2.1.2 惯性原理和扩散原理
• 2.1.3 重力沉降作用
• 2.1.4 静电力作用
• 2.1.5 过滤器的阻力与使用寿命
• 2.2 纤维层过滤理论
• 2.2.1 障碍物形式捕集理论
• 2.2.2 单一捕集体对粒子的分离
• 2.2.3 阻力
• 2.3 表面过滤
• 2.4 膜过滤
• 2.5 颗粒过滤理论
• 第3章 实验内容、装置以及方案
• 3.1 实验内容
• 3.2 实验装置
• 3.2.1 滤尘实验装置
• 3.2.2 滤水实验装置
• 3.2.3 外部连接设备
• 3.3 实验方案
• 3.3.1 实验测试用滤料
• 3.3.2 实验准备工作
• 3.3.3 实验内容及方法
• 3.3.4 评价方法
• 3.4 实验技术路线
• 第4章 实验数据及结果分析
• 4.1 黑色发泡海绵滤料实验数据及结果分析
• 4.1.1 黑色发泡海绵滤料物性对比
• 4.1.2 洁净滤料的静态阻力特性曲线
• 4.1.3 过滤效率
• 4.1.4 动态阻力曲线
• 4.2 纤维层滤料实验数据及结果分析
• 4.2.1 纤维层过滤棉物性对比
• 4.2.2 纤维层滤料的静态阻力特性曲线
• 4.2.3 过滤效率
• 4.2.4 动态阻力曲线
• 4.3 纤维层疏水滤料滤水性能测试
• 4.3.1 被测滤料物性对比
• 4.3.2 过滤材料的阻力特性曲线
• 4.3.3 过滤效率
• 第5章 过滤材料堵塞模型及其寿命预测
• 5.1 过滤材料堵塞模型的建立
• 5.2 寿命预测
• 5.2.1 30ppi黑色发泡海绵滤料
• 5.2.2 50ppi黑色发泡海绵过滤材料
• 5.2.3 初效G4过滤棉
• 5.2.4 中效F7过滤棉
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介