一种新型机织过滤布孔径测量仪器的设计与过滤精度的研究

论文摘要

等效孔径是机织过滤布生产和使用过程中的重要指标。现阶段我国没有一套完整的机织过滤布的标准,造成了生产和销售没有依据,只能凭借经验生产和销售。过滤精度的定义在世界上更是多种多样,况且测量过滤精度的颗粒传输试验成本高、费时费力,而且标准不好统一。对于此现状,设计一款简便准确的过滤布等效孔径测量仪器,对滤布的孔径问题进行探讨,建立等效孔径与过滤精度之间的关系,探索机织滤布的等效孔径与织造工艺的关系,可使滤布在选择和设计的过程中有所依据。研究利用液体压强随深度增加和冒泡试验法的原理,自主设计出一种通过稳定冒泡现象测量过滤布等效孔径的方法。该测量方法首次将样品竖直放置,气体和液体被分置于样品两侧,使样品上液体压强分布不同,气体的压强分布相同。气体压强将气泡顶出液体测,气泡冒出的数量随液体深度增加而减少直到消失。利用这种方法在样品上任意测得6点的孔径值,将这6点的平均值作为等效孔径值。用不确定度的概念来标定等效孔径的散布范围。通过测量5块不同样品的,得到测量孔径值的不确定度均小于3.00。验证了本方法的可行性以及测量仪器的稳定性和可重复性。本文用最大透过粒径(D98)和中粒径(D50)来描述过滤精度。讨论了过滤布的经密、纬密这两种织造工艺对孔径的影响。研究样品采用3/3斜纹组织分别改变其经密和纬密的过滤布。用一种粒径分布范围广而且分布较均匀的粘土作为试验粉末,按一定比例配备成试验滤液,经过过滤试验后,用激光粒度分析仪测量滤后滤液中的最大透过粒径(D98)和中粒径(D50)。用设计的仪器测量样品等效孔径。建立了仪器测量的等效孔径值与最大透过粒径(D98)的函数关系,仪器测量的等效孔径值与中粒径(D50)的函数关系。分别得出了孔径与经密,孔径与纬密,及三者之间的回归方程,定量的描述出经密、纬密对过滤布孔径的影响。通过对等效孔径与最大透过粒径(D98)、中粒径(D50)、织物经纬密的研究,可以为过滤布的设计提供参考依据,并使过滤布的应用选型更加简便、准确。本文中自主研制的等效孔径测量仪器有望给广大的过滤布生产厂家带来方便和经济效益。本文的研究对我国过滤布行业标准的制定具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 机织过滤布的概况
• 1.1.1 过滤介质的分类
• 1.1.2 机织过滤布的种类
• 1.1.3 机织过滤布的功能与用途
• 1.2 织物的等效孔径的测试方法与研究动向
• 1.3 过滤介质颗粒透过性能的测试方与研究动向
• 1.3.1 过滤介质颗粒透过性能的测试方法
• 1.3.1.1 单次通过过滤法
• 1.3.1.2 多次通过过滤法
• 1.3.2 国内外对过滤介质过滤试验的研究
• 1.4 本文的研究意义
• 1.5 本论文的研究特色和创新之处
• 第二章 过滤布的特性和颗粒透过性能的测量方法
• 2.1 机织过滤布的性能要求及影响因素
• 2.1.1 机织滤布的性能要求
• 2.1.1.1 机械性能和应用特性
• 2.1.1.2 过滤介质的特性
• 2.1.2 机织滤布对过滤性能的影响因素
• 2.1.2.1 纱线结构对过滤性能的影响
• 2.1.2.2 织物组织结构对过滤布性能的影响
• 2.2 过滤机理
• 2.2.1 表面过滤
• 2.2.2 深层过滤
• 2.2.3 架桥原理
• 2.3 过滤精度
• 2.4 确定过滤介质通过特性的试验方法
• 2.4.1 单次通过恒速液体试验方法
• 2.4.2 多次通过恒速液体试验方法
• 2.4.3 单次通过试验方法和多次通过体试验方法的比较
• 2.5 粒径的分析试验
• 2.5.1 粒径分析的基本原理
• 2.5.2 粒径的测量方法
• 2.5.2.1 筛分
• 2.5.2.2 沉降
• 2.5.2.3 显微镜法
• 2.5.2.4 电阻法
• 2.5.2.5 激光光衍射法
• 第三章 机织过滤布等效孔径测量仪器的设计
• 3.1 现有的冒泡压试验法
• 3.2 等效孔径的测试仪的原理
• 3.2.1 冒泡的原理
• 3.2.2 测量的原理
• 3.2.3 接触角θ的讨论
• 3.3 孔径测试仪的操作方法及设计
• 3.3.1 仪器的操作方法
• 3.3.2 压力表组合设计的原理
• 3.4 仪器不确定度的讨论
• 3.5 小结
• 第四章 测量的等效孔径值的标定
• 4.1 最大透过粒径的试验设计
• 4.1.1 试验装置及操作方法
• 4.1.2 孔径测量装置
• 4.1.3 试验滤料及试验样品
• 4.1.3.1 试验滤料
• 4.1.3.2 试验样品
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 经密改变时的有关函数关系
• 4.2.2 纬密改变时的有关函数关系
• 4.2.3 过滤布等效孔径与经密和纬密的关系
• 4.2.4 最大透过粒径与过滤布等效孔径的关系
• 4.2.5 中粒径与过滤布等效孔径的关系
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.1.1 过滤布等效孔径测量仪器
• 5.1.2 测量孔径的标定
• 5.1.2.1 当经密改变时
• 5.1.2.2 当纬密改变时
• 5.1.2.3 只考虑孔径不考虑工艺的时候
• 1和纬密χ₂的关系'>5.1.2.4 等效孔径y与经密χ₁和纬密χ₂的关系
• 5.2 本课题有待于进一步研究解决的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录A
• 附录B