Müasir sənayenin inkişafı təcrübə, tədqiqat və istehsal mühitinə artan tələblər qoyur. Bu tələbə nail olmağın əsas yolu təmiz kondisioner sistemlərində hava filtrlərindən geniş istifadə etməkdir. Onların arasında HEPA və ULPA filtrləri təmiz otağa daxil olan toz hissəcikləri üçün son qorumadır. Onun performansı bilavasitə təmiz otaq səviyyəsi ilə bağlıdır, bu da öz növbəsində prosesə və məhsulun keyfiyyətinə təsir göstərir. Buna görə də filtr üzərində eksperimental tədqiqatların aparılması mənalıdır. İki filtrin müqavimət performansı və filtrasiya performansı müxtəlif külək sürətlərində şüşə lif filtrinin və PTFE filtrinin 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm PAO hissəcikləri üçün filtrasiya səmərəliliyini ölçməklə müqayisə edilmişdir. Nəticələr göstərir ki, küləyin sürəti HEPA hava filtrlərinin filtrasiya səmərəliliyinə təsir edən çox vacib amildir. Küləyin sürəti nə qədər yüksək olarsa, filtrasiya səmərəliliyi bir o qədər aşağı olur və PTFE filtrləri üçün təsir daha aydın görünür.
Açar sözlər:HEPA hava filtri; Müqavimət performansı; filtrasiya performansı; PTFE filtr kağızı; şüşə lifli filtr kağızı; şüşə lifli filtr.
CLC nömrəsi:X964 Sənədin eyniləşdirmə kodu: A
Elm və texnologiyanın davamlı inkişafı ilə müasir sənaye məhsullarının istehsalı və modernləşdirilməsi daxili havanın təmizliyinə getdikcə daha çox tələbkar olmuşdur. Xüsusilə, mikroelektronika, tibb, kimya, bioloji, qida emalı və digər sənaye sahələri miniatürləşdirmə tələb edir. HEPA hava filtrinin işinə daha yüksək və daha yüksək tələblər qoyan dəqiqlik, yüksək təmizlik, yüksək keyfiyyət və yüksək etibarlılıq qapalı mühit, buna görə də istehlakçı tələbatını ödəmək üçün HEPA filtrinin istehsalı istehsalçıların təcili ehtiyacına çevrilmişdir. Həll edilmiş problemlərdən biri [1-2]. Məlumdur ki, filtrin müqavimət göstəricisi və filtrasiya səmərəliliyi filtri qiymətləndirmək üçün iki vacib göstəricidir. Bu yazı müxtəlif filtr materiallarının HEPA hava filtrinin filtrasiya performansını və müqavimət göstəricilərini eksperimentlərlə [3] və eyni filtr materialının müxtəlif strukturlarını təhlil etməyə çalışır. Süzgəcin filtrasiya performansı və müqavimət xüsusiyyətləri filtr istehsalçısı üçün nəzəri əsas verir.
1 Test metodunun təhlili
HEPA hava filtrlərini aşkar etmək üçün bir çox üsul var və müxtəlif ölkələrdə fərqli standartlar var. 1956-cı ildə ABŞ Hərbi Komissiyası USMIL-STD282, HEPA hava filtri test standartını və səmərəliliyin yoxlanılması üçün DOP metodunu işləyib hazırladı. 1965-ci ildə İngilis standartı BS3928 quruldu və səmərəliliyin aşkarlanması üçün natrium alov üsulu istifadə edildi. 1973-cü ildə Avropa Havalandırma Assosiasiyası natrium alov aşkarlama metoduna əməl edən Eurovent 4/4 standartını hazırladı. Daha sonra, Amerika Ətraf Mühitin Testi və Filtr Səmərəliliyi Elmi Cəmiyyəti DOP kalibrlərinin sayma metodundan istifadə edərək tövsiyə olunan sınaq metodları üçün bir sıra oxşar standartları tərtib etdi. 1999-cu ildə Avropa filtrasiya effektivliyini aşkar etmək üçün ən şəffaf hissəcik ölçüsündən (MPPS) istifadə edən BSEN1822 standartını təsis etdi [4]. Çinin aşkarlama standartı natrium alov metodunu qəbul edir. Bu təcrübədə istifadə edilən HEPA hava filtri performansının aşkarlanması sistemi ABŞ 52.2 standartı əsasında hazırlanmışdır. Aşkarlama metodu kalibr sayma metodundan, aerozol isə PAO hissəciklərindən istifadə edir.
1. 1 əsas alət
Bu təcrübədə digər hissəcik konsentrasiyasını yoxlamaq üçün avadanlıqlarla müqayisədə sadə, rahat, sürətli və intuitiv olan iki hissəcik sayğacından istifadə edilir [5]. Hissəcik sayğacının yuxarıdakı üstünlükləri onu tədricən digər üsulları əvəz edir və hissəciklərin konsentrasiyası üçün əsas sınaq üsuluna çevrilir. Onlar həm hissəciklərin sayını, həm də bu eksperimentin əsas avadanlığı olan hissəcik ölçüsünün paylanmasını (yəni hesablama sayı) hesablaya bilərlər. Nümunə götürmə axını sürəti 28,6 LPM-dir və onun karbonsuz vakuum nasosu aşağı səs-küy və sabit performans xüsusiyyətlərinə malikdir. Seçim quraşdırılıbsa, temperatur və rütubət, eləcə də küləyin sürəti ölçülə və filtr sınaqdan keçirilə bilər.
Aşkarlama sistemi süzüləcək toz kimi PAO hissəciklərindən istifadə edən aerozollardan istifadə edir. Biz ABŞ-da istehsal olunan TDA-5B modelinin aerozol generatorlarından (Aerosol nəsilləri) istifadə edirik. Baş vermə diapazonu 500 – 65000 cfm (1 cfm = 28,6 LPM) və konsentrasiyası 100 μg / L, 6500 cfm; 10 μg / L, 65000 cfm.
1. 2 təmiz otaq
Təcrübənin dəqiqliyini artırmaq üçün 10.000 səviyyəli laboratoriya ABŞ 209C Federal Standartına uyğun dizayn edilmiş və bəzədilmişdir. Terrazzo üstünlükləri, aşınma müqaviməti, yaxşı sızdırmazlıq, elastiklik və mürəkkəb tikinti ilə xarakterizə olunan örtük döşəməsi istifadə olunur. Material epoksi lakdır və divar yığılmış təmiz otaq sidingindəndir. Otaq 220v, 2×40w təmizləyici 6 lampa ilə təchiz olunub və işıqlandırma və sahə avadanlığının tələblərinə uyğun qurulub. Təmiz otaqda 4 yuxarı hava çıxışı və 4 hava qaytarma portu var. Hava duş otağı tək adi toxunma nəzarəti üçün nəzərdə tutulmuşdur. Hava duşunun vaxtı 0-100 s-dir və hər hansı tənzimlənən dövriyyədə olan hava həcmi nozzinin küləyin sürəti 20ms-dən çox və ya ona bərabərdir. Təmiz otağın sahəsi <50m2 və işçi heyəti <5 nəfər olduğu üçün təmiz otaq üçün təhlükəsiz çıxış nəzərdə tutulub. Seçilmiş HEPA filtri GB01×4, hava həcmi 1000m3/saat, filtrasiya səmərəliliyi isə 0,5μm və 99,995%-dən böyük və ya ona bərabərdir.
1. 3 eksperimental nümunə
Şüşə lifli filtrin modelləri bunlardır: 610 (L) × 610 (H) × 150 (W) mm, bükmə növü, 75 qırışlar, ölçüsü 610 (L) × 610 (H) × 90 (W) Mm, 200 bükülmə ilə, PTFE filtr ölçüsü 480 (U) × 480 (U) × 0) W (mm × 0) növü, 100 qırış ilə.
2 Əsas prinsiplər
Sınaq stendinin əsas prinsipi ventilyatorun havaya üfürülməsidir. HEPA/UEPA həmçinin HEPA hava filtri ilə təchiz olunduğundan, sınaqdan keçirilmiş HEPA/UEPA-ya çatmazdan əvvəl havanın təmiz havaya çevrildiyini hesab etmək olar. Cihaz toz tərkibli qazın istənilən konsentrasiyasını yaratmaq üçün boru kəmərinə PAO hissəciklərini buraxır və hissəciklərin konsentrasiyasını müəyyən etmək üçün lazer hissəcik sayğacından istifadə edir. Daha sonra toz tərkibli qaz sınaqdan keçirilmiş HEPA/UEPA-dan keçir və HEPA/UEPA ilə süzülmüş havadakı toz hissəciklərinin konsentrasiyası da lazer hissəcik sayğacından istifadə etməklə ölçülür və filtrdən əvvəl və sonra havanın toz konsentrasiyası müqayisə edilir və bununla da HEPA/UEPA müəyyən edilir. Filtr performansı. Bundan əlavə, nümunə götürmə dəlikləri müvafiq olaraq filtrdən əvvəl və sonra düzülür və burada əyilmə mikromanometrindən istifadə edərək hər bir küləyin sürətinin müqaviməti yoxlanılır.
3 filtr müqavimətinin performans müqayisəsi
HEPA-nın müqavimət xarakteristikası HEPA-nın mühüm xüsusiyyətlərindən biridir. İnsanların tələbatının səmərəliliyinin ödənilməsi şərti altında müqavimət xüsusiyyətləri istifadə xərcləri ilə bağlıdır, müqavimət kiçikdir, enerji sərfiyyatı azdır və xərclərə qənaət edilir. Buna görə filtrin müqavimət göstəricisi narahatlıq doğurdu. Əhəmiyyətli göstəricilərdən biridir.
Eksperimental ölçmə məlumatlarına görə, şüşə lifin iki fərqli struktur filtrinin və PTFE filtrinin orta küləyin sürəti ilə filtr təzyiq fərqi arasında əlaqə əldə edilir.Əlaqə Şəkil 2-də göstərilmişdir:
Eksperimental məlumatlardan görünür ki, küləyin sürəti artdıqca süzgəcin müqaviməti aşağıdan yuxarıya doğru xətti olaraq artır və şüşə lifinin iki filtrinin iki düz xətti əsaslı şəkildə üst-üstə düşür. Filtrləmə küləyinin sürəti 1 m/s olduqda, şüşə lif filtrinin müqavimətinin PTFE filtrindən təxminən dörd dəfə olduğunu görmək asandır.
Süzgəcin sahəsini bilməklə, üz sürəti ilə filtr təzyiq fərqi arasındakı əlaqəni əldə etmək olar:
Eksperimental məlumatlardan görünür ki, küləyin sürəti artdıqca süzgəcin müqaviməti aşağıdan yuxarıya doğru xətti olaraq artır və şüşə lifinin iki filtrinin iki düz xətti əsaslı şəkildə üst-üstə düşür. Filtrləmə küləyinin sürəti 1 m/s olduqda, şüşə lif filtrinin müqavimətinin PTFE filtrindən təxminən dörd dəfə olduğunu görmək asandır.
Süzgəcin sahəsini bilməklə, üz sürəti ilə filtr təzyiq fərqi arasındakı əlaqəni əldə etmək olar:
İki növ filtr filtrinin səth sürəti ilə iki filtr kağızının filtr təzyiq fərqi arasındakı fərqə görə, eyni səth sürətində 610 × 610 × 90 mm spesifikasiyaya malik filtrin müqaviməti 610 × spesifikasiyadan daha yüksəkdir. 610 x 150 mm filtrin müqaviməti.
Bununla belə, eyni səth sürətində şüşə lif filtrinin müqavimətinin PTFE-nin müqavimətindən daha yüksək olduğu aydındır. Bu, PTFE-nin müqavimət performansı baxımından şüşə lif filtrindən üstün olduğunu göstərir. Şüşə lif filtrinin və PTFE müqavimətinin xüsusiyyətlərini daha yaxşı başa düşmək üçün əlavə təcrübələr aparıldı. Filtr küləyinin sürəti dəyişdikcə iki filtr kağızının müqavimətini birbaşa öyrənin, eksperimental nəticələr aşağıda göstərilmişdir:
Bu, şüşə lifli filtr kağızının müqavimətinin eyni külək sürəti altında PTFE-dən daha yüksək olduğu barədə əvvəlki qənaəti daha da təsdiqləyir [6].
4 filtr filtr performansının müqayisəsi
Təcrübə şərtlərinə əsasən, müxtəlif külək sürətlərində hissəcik ölçüsü 0,3 μm, 0,5 μm və 1,0 μm olan hissəciklər üçün filtrin filtrasiya səmərəliliyi ölçülə bilər və aşağıdakı diaqram əldə edilir:
Aydındır ki, müxtəlif külək sürətlərində 1,0 μm hissəciklər üçün iki şüşə lif filtrinin filtrasiya səmərəliliyi 100% təşkil edir və küləyin sürətinin artması ilə 0,3 μm və 0,5 μm hissəciklərin filtrasiya səmərəliliyi azalır. Görünür ki, filtrin böyük hissəciklərə filtrasiya effektivliyi kiçik hissəciklərə nisbətən daha yüksəkdir və 610×610×150 mm filtrin filtrasiya performansı 610×610×90 mm spesifikasiyalı filtrdən üstündür.
Eyni üsuldan istifadə edərək, küləyin sürətindən asılı olaraq 480 × 480 × 70 mm PTFE filtrinin filtrasiya səmərəliliyi arasındakı əlaqəni göstərən bir qrafik əldə edilir:
Şəkil 5 və Şəkil 6-nı müqayisə etsək, 0,3 μm, 0,5 μm hissəcik şüşə filtrinin filtrasiya effekti, xüsusən də 0,3 μm toz kontrast effekti üçün daha yaxşıdır. Üç hissəciyin 1 μm hissəciklər üzərində filtrasiya effekti 100% olmuşdur.
Şüşə lif filtrinin və PTFE filtr materialının filtrasiya performansını daha intuitiv şəkildə müqayisə etmək üçün filtr performans testləri birbaşa iki filtr kağızı üzərində aparıldı və aşağıdakı diaqram əldə edildi:
Yuxarıdakı cədvəl müxtəlif külək sürətlərində PTFE və şüşə lifli filtr kağızının 0,3 μm hissəciklər üzərində filtrasiya effektinin ölçülməsi yolu ilə əldə edilmişdir [7-8]. Aydındır ki, PTFE filtr kağızının filtrasiya səmərəliliyi şüşə lifli filtr kağızından daha aşağıdır.
Filtr materialının müqavimət xüsusiyyətlərini və filtrasiya xüsusiyyətlərini nəzərə alaraq, PTFE filtr materialının qaba və ya sub-HEPA filtrləri hazırlamaq üçün daha uyğun olduğunu və şüşə lifli filtr materialının HEPA və ya ultra-HEPA filtrləri hazırlamaq üçün daha uyğun olduğunu görmək asandır.
5 Nəticə
Müxtəlif filtr tətbiqləri üçün perspektivlər PTFE filtrlərinin müqavimət xüsusiyyətlərini və filtrasiya xüsusiyyətlərini şüşə lif filtrləri ilə müqayisə etməklə araşdırılır. Təcrübədən belə nəticəyə gələ bilərik ki, küləyin sürəti HEPA hava filtrinin filtrasiya effektinə təsir edən çox vacib amildir. Külək sürəti nə qədər yüksək olsa, filtrasiya səmərəliliyi bir o qədər azdır, PTFE filtrinə təsiri bir o qədər aydın görünür və ümumilikdə PTFE filtri fiberglas filtrdən daha aşağı filtrasiya effektinə malikdir, lakin müqaviməti şüşə lif filtrindən daha aşağıdır. Buna görə də, PTFE filtr materialı qaba və ya aşağı effektiv filtr hazırlamaq üçün daha uyğundur və şüşə lifli filtr materialı istehsal üçün daha uyğundur. Effektiv və ya ultra səmərəli filtr. 610 × 610 × 150 mm spesifikasiyaya malik şüşə lifli HEPA filtri 610 × 610 × 90 mm şüşə lifli HEPA filtrindən aşağıdır və filtrasiya performansı 610 × 610 × 90 mm şüşə lifli HEPA filtrindən daha yaxşıdır. Hazırda təmiz PTFE filtr materialının qiyməti şüşə lifindən daha yüksəkdir. Bununla birlikdə, şüşə liflə müqayisədə, PTFE şüşə lifdən daha yaxşı temperatur müqavimətinə, korroziyaya davamlılığa və hidrolizə malikdir. Buna görə filtr istehsal edərkən müxtəlif amillər nəzərə alınmalıdır. Texniki göstəriciləri və iqtisadi göstəriciləri birləşdirin.
İstinadlar:
[1]Liu Laihong, Wang Shihong. Hava Filtrlərinin İnkişafı və Tətbiqi [J]•Filtrləmə və Ayırma, 2000, 10(4): 8-10.
[2] CN Davis Hava Filtri [M], Huang Riguang tərəfindən tərcümə edilmişdir. Pekin: Atom Enerjisi Mətbuatı, 1979.
[3] GB/T6165-1985 yüksək səmərəli hava filtri performans test üsulu keçiricilik və müqavimət [M]. Milli Standartlar Bürosu, 1985.
[4]Xing Songnian. Aşkarlama metodu və yüksək effektiv hava filtrinin praktik tətbiqi[J]•Bioprotektiv Epidemik Qarşısının Alınması Avadanlığı, 2005, 26(1): 29-31.
[5]Hochrainer. Hissəcik sayğacının sonrakı inkişafı
sizerPCS-2000glass fiber [J]•Filter Journal of AerosolScience, 2000,31(1): 771-772.
[6]E. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher və s. Təzyiq
DropAcrossFiberFilters[J]•Aerosol Science, 1996, 27(1): 639-640.
[7]Michael JM və Clyde Orr. Filtrasiya-Prinsiplər və Təcrübələr[M].
Nyu York: MarcelDekkerInc, 1987•
[8] Çjan Quoquan. Aerozol mexanikası – tozun təmizlənməsi və təmizlənməsinin nəzəri əsasları [M] • Pekin: Çin Ətraf Mühit Elmi Nəşri, 1987.
Göndərmə vaxtı: 06 yanvar 2019-cu il