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無塵車間空氣過濾理論的研究始于20世紀(jì)，1936年Kaufmann首先把布朗運(yùn)動(dòng)和慣性沉淀的概念一同應(yīng)用到纖維過 濾理論中，推導(dǎo)出過濾作用的數(shù)學(xué)公式。隨后Langmuir 和Davies等對(duì)過濾理論進(jìn)行發(fā)展，最終形成主要以“單一 纖維模型”為基礎(chǔ)的經(jīng)典理論，認(rèn)為過濾效率由慣性效 應(yīng)、截流效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)3種機(jī)制決定，整個(gè)顆粒的捕集 是多種效應(yīng)的結(jié)合

現(xiàn)代無塵車間過濾理論證明了慣性沉淀的正確性和最大穿透力粒子的存在，認(rèn)為無塵車間過濾效率是截流效率、布朗擴(kuò)散 效應(yīng)、重大效應(yīng)、沉淀效應(yīng)與壓力效應(yīng)的集合[4]。1992年P(guān)ayet等考慮了氣體在單一纖維上的滑動(dòng)，對(duì)經(jīng)典理論引 入修正系數(shù)，使理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更好地吻合。1995年Rosnert提出了分散在單一纖維體表面的顆粒與不規(guī)則的分布和常形成樹枝狀結(jié)構(gòu)為特征，建立了最新改善的理論和顆粒在單一纖維體上的空間分布。2001年，Thomas等[5]對(duì)過濾器在產(chǎn)生阻塞的情況下進(jìn)行了空氣過濾的理 論與實(shí)驗(yàn)研究，提出了過濾器在濾餅存在的情況下，過 濾效率及壓力損失的計(jì)算模型。
捕集效率和壓力損失是評(píng)價(jià)過濾效果的兩個(gè)最重要指標(biāo)。因此在過濾理論的研究過程中，必須把壓力損 失和過濾效率都表示為微粒特性、分散介質(zhì)和過濾器的 參數(shù)的函數(shù)，研究壓力損失和過濾效率與其他參數(shù)的關(guān) 系，努力提高過濾器過濾效率及降低過濾器壓力損失是 過濾理論及實(shí)驗(yàn)研究的核心任務(wù)。
2 纖維過濾材料
在控制無塵車間空氣中粉塵粒度的同時(shí)也需注意空氣的流量問題，因此過濾材料的選擇依據(jù)是既能有效地?cái)r截塵 埃粒子，又不對(duì)氣流形成過大的阻力。常用的過濾材料是各種非織造布（無紡布），其雜亂交織的纖維形成對(duì)粉塵的無數(shù)道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過。為了達(dá)到良好的過濾效率，過濾介質(zhì)中的纖維數(shù)量要盡可能多；而為了減小氣流阻力，纖維要盡可能細(xì)。此外，作為過濾材料的纖維介質(zhì)應(yīng)安全、不易老化、成本低。目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。實(shí)驗(yàn)研究也表明[6]，纖維材料的過濾性能與其生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，荷電纖維濾料具有阻力低、過濾效率較高的特點(diǎn)。不帶有荷電的纖維濾料過濾效率比較低，熔噴濾料過濾效率比較高，但濾料阻力也比較大，尤其是過濾風(fēng)速變大時(shí)阻力增加明顯。
一般無塵車間空調(diào)系統(tǒng)需設(shè)置3道纖維過濾器，即粗效、中效和高效過濾器。粗效過濾器多采用玻璃纖維， PP、PET、金屬絲網(wǎng)等材料，能濾去5 μm以上的塵埃；中效過濾器除金屬絲網(wǎng)外，其他材料與粗效類似，不過其纖維直徑更小，能將1 μm以上的塵埃粒子除去；高效過濾器（HEPA）主要用超細(xì)玻璃纖維和PP材料做成。