過(guò)濾理論及基本概念培訓(xùn)演示文稿

過(guò)濾理論及基本概念培訓(xùn)演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)濾材孔過(guò)濾利用有孔介質(zhì)從流體(液體或氣體)中除去污染物潔凈流體(濾出液，下游)污染流體(進(jìn)料液，上游)目前二頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)1微米(um)等于:

10－6

米＝10－3

毫米3.9×10-5

英寸又稱(chēng)"micron"微米目前三頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)定義過(guò)濾/分離范圍

顆粒尺寸10-410-310-210-11.010102103(微米)

平均分子量10020020,000500,000

不溶有機(jī)物Cloth&DepthFiltersScreens&Strainers微濾超濾納濾反滲透過(guò)濾工藝范圍RedBloodCellsLatexEmulsionsOilEmulsionsPaintPigmentBacteriaSandHumanHairProtein/EnzymesCarbonBlackVirusAtomicRadii可溶鹽類(lèi)VOC抯,PCD,Susp.Oil金屬離子膜類(lèi)型普通污染物的相對(duì)尺寸不溶有機(jī)物濾布和深層過(guò)濾器篩網(wǎng)和濾網(wǎng)微濾超濾納濾反滲透過(guò)濾工藝范圍紅細(xì)胞乳膠油乳劑油漆顏料細(xì)菌沙粒人發(fā)蛋白/酶碳粒病毒輻射原子可溶鹽類(lèi)VOC抯,PCD,Susp.Oil金屬離子膜類(lèi)型普通污染物的相對(duì)尺寸目前四頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾器的功能過(guò)濾器經(jīng)常被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)或篩子，過(guò)濾/分離是在一個(gè)平面上進(jìn)行的。目前五頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾器的功能

實(shí)際上，頗爾生產(chǎn)的過(guò)濾器濾材具有深度?！皬澢ǖ馈钡慕Y(jié)果對(duì)于污染物的去除起到了輔助作用目前六頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)深度過(guò)濾介質(zhì)顆粒可以在表面被捕集，也可以在介質(zhì)層內(nèi)被捕集，因此，提高了容污能力。目前七頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾機(jī)理目前八頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)三種過(guò)濾機(jī)制直接攔截慣性撞擊擴(kuò)散攔截目前九頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接攔截液體中的基本過(guò)濾機(jī)制本質(zhì)是一種篩分效應(yīng)，機(jī)械攔截顆粒例如：一種簡(jiǎn)單的篩網(wǎng)可以攔截尺寸大于其孔徑的顆粒目前十頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接攔截顆粒大于孔徑目前十一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接攔截當(dāng)顆粒大于流道孔徑時(shí)即被該結(jié)構(gòu)去除容污能力可以用彎曲結(jié)構(gòu)提高篩網(wǎng)無(wú)此作用目前十二頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接攔截通過(guò)搭橋作用，尺寸小于濾孔的顆粒也可被攔截不規(guī)則形狀的顆粒/方向性多個(gè)顆粒同時(shí)撞擊到同一個(gè)濾孔目前十三頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接攔截不規(guī)則形狀的搭橋目前十四頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)直接攔截多個(gè)小顆粒的搭橋目前十五頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)慣性撞擊尺寸小于濾材孔徑的顆粒的輔助攔截方式流體攜帶的顆粒由于質(zhì)量和線速度而具有直線運(yùn)動(dòng)的慣性顆粒離開(kāi)流體主流而撞擊到濾材上目前十六頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)慣性撞擊目前十七頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)慣性撞擊目前十八頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)慣性撞擊顆粒被機(jī)械攔截或被吸附攔截在氣體中比在液體中更有效.對(duì)大于0.5-1.0微米的顆粒很有效.目前十九頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)吸附表面相互作用不同電荷范德華力(VanderWaals)攔截尺寸小于濾孔的顆粒由于:目前二十頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)吸附表面作用目前二十一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)擴(kuò)散攔截氣體分子(作隨機(jī)運(yùn)動(dòng))碰撞小顆粒或霧滴布朗運(yùn)動(dòng)(Brownianmotion)碰撞的結(jié)果，增加了顆粒碰撞過(guò)濾介質(zhì)的機(jī)會(huì)僅在氣體中有效目前二十二頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)擴(kuò)散攔截氣體分子作布朗運(yùn)動(dòng)目前二十三頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)擴(kuò)散攔截分散在氣體分子中的小顆粒或霧滴受到撞擊發(fā)生位移目前二十四頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)擴(kuò)散攔截目前二十五頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)擴(kuò)散攔截氣體過(guò)濾器能夠去除尺寸遠(yuǎn)小于其液體精度的污染物對(duì)細(xì)小顆粒(〈0.1-0.3微米)非常有效如果一個(gè)氣體過(guò)濾器在濕潤(rùn)環(huán)境中運(yùn)行，它的去除能力即變?yōu)橐后w精度目前二十六頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Zeta正電勢(shì)Zeta正電勢(shì)是顆粒在水溶液中表面產(chǎn)生的動(dòng)電學(xué)吸引力(電荷)帶電的顆粒將被帶相反電荷的濾材表面吸引并由于這些力而被牢固阻截目前二十七頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Zeta正電勢(shì)顆粒接觸到濾材表面由于吸引力而被阻截帶負(fù)電的污染物水溶液帶正電的濾材目前二十八頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)吸附/Zeta電勢(shì)細(xì)菌支原體病毒酵母大多數(shù)需過(guò)濾的顆粒都帶負(fù)電，例如：硅顆粒細(xì)菌內(nèi)毒素(熱源)蛋白分子目前二十九頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)小結(jié)過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾/分離效率由于直接攔截慣性撞擊擴(kuò)散攔截的共同作用而增強(qiáng)目前三十頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾機(jī)理及其效率0.010.1110100顆粒直徑(um)5060708090100效率(%)0.3

直接攔截?cái)U(kuò)散攔截慣性撞擊目前三十一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)三、過(guò)濾精度目前三十二頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)依據(jù)絕對(duì)精度或公稱(chēng)精度如何確定過(guò)濾器的性能呢？目前三十三頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)公稱(chēng)精度公稱(chēng)精度的定義：基于大于或等于給定尺寸所有顆粒的某一重量去除百分?jǐn)?shù)，由過(guò)濾器廠商指定的有爭(zhēng)議的微米數(shù)值。它幾乎沒(méi)有好的詳細(xì)說(shuō)明，也無(wú)再現(xiàn)性。 no Non-fixedporeconstruction1. 有爭(zhēng)議的微米精度2. 由制造商自己指定3. 去除重量百分比4. 可變的、不可再現(xiàn)的下游流體質(zhì)量5. 非固定孔結(jié)構(gòu)目前三十四頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)重量與數(shù)量One?”marbleinabarrel.256billion2μmparticles

?12.6mg/l?目前三十五頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)絕對(duì)精度定義在指定試驗(yàn)條件下能夠通過(guò)過(guò)濾器的最大剛性球形顆粒的直徑。它是過(guò)濾器元件中最大開(kāi)孔的標(biāo)志。目前三十六頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾精度挑戰(zhàn)試驗(yàn)方法(1μm)微粒挑戰(zhàn)玻璃珠中等硅土試驗(yàn)粉塵粗硅土試驗(yàn)粉塵乳膠球形顆粒聚苯乙烯球形顆粒PSL目前三十七頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾精度挑戰(zhàn)試驗(yàn)方法(1μm)生物學(xué)挑戰(zhàn)細(xì)菌支原體噬菌體熱原目前三十八頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)絕對(duì)精度試驗(yàn)程序污染懸浮物壓力罐試驗(yàn)過(guò)濾器收集容器顯微檢測(cè)分析膜片目前三十九頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)玻璃珠試驗(yàn)顯微鏡評(píng)估原理穿透試驗(yàn)過(guò)濾器的最大玻璃珠？用顯微鏡刻度評(píng)定最大玻璃珠尺寸1.4目前四十頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)什么是F-2試驗(yàn)?采用“單次通過(guò)”方式I評(píng)價(jià)水相應(yīng)用過(guò)濾器的一種快速半自動(dòng)方法基于評(píng)價(jià)液壓過(guò)濾器的“多次通過(guò)”方式試驗(yàn)系統(tǒng)...最初由Oklahoma州立大學(xué)開(kāi)發(fā)并稱(chēng)之為“OSU試驗(yàn)”。

F-2試驗(yàn)現(xiàn)在也稱(chēng)之為“改進(jìn)OSU-F-2試驗(yàn)”目前四十一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)F-2試驗(yàn)裝置示意圖Test

FilterFlowmeterPumpReservoirSlurryTestElementp

AutomaticParticleCountersClean-up

Filter目前四十二頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)F-2試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)所用SAE（美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)）中等試驗(yàn)粉尖對(duì)實(shí)際污染物具有很好的代表性。

污物載荷更符合實(shí)際。挑戰(zhàn)能進(jìn)行至過(guò)濾器堵塞。對(duì)整個(gè)過(guò)濾器性能可得到更多信息。目前四十三頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)結(jié)果表達(dá)由計(jì)數(shù)器讀數(shù)計(jì)算“過(guò)濾比”或稱(chēng)“Beta比”，符號(hào)

上游大于直徑x的微粒數(shù)x=下游大于直徑x的微粒數(shù)目前四十四頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)取得數(shù)據(jù)兩臺(tái)自動(dòng)計(jì)數(shù)器，上、下游各一臺(tái)。每臺(tái)都能測(cè)量六擋或更多擋直徑微粒數(shù)。對(duì)廣范圍微粒尺寸，例如0.5m到90m，在上游和下游可以使用兩臺(tái)計(jì)數(shù)器。目前四十五頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Pall絕對(duì)精度由F-2試驗(yàn)確定經(jīng)F-2試驗(yàn)評(píng)定的Pall過(guò)濾器給定“絕對(duì)精度”。對(duì)這類(lèi)過(guò)濾器，Beta值>5000目前四十六頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Beta值1,000,000ParticlesXm下游微粒數(shù)x=2050,00095%x=7513,00098.7%x=2005,00099.5%x=1000100099.9%x=500020099.98%x=2500,00050%效率目前四十七頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Beta標(biāo)定過(guò)濾器的特征截留微粒尺寸清楚流體質(zhì)量能夠再現(xiàn)固定孔結(jié)構(gòu)公認(rèn)的精度標(biāo)準(zhǔn)目前四十八頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾面積與壽命目前四十九頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)同樣體積，打褶設(shè)計(jì)可以增加過(guò)濾面積近5－13倍深層和打褶設(shè)計(jì)的對(duì)比D=2“D=2”10"10"A=過(guò)濾面積T=過(guò)濾介質(zhì)厚度

A=0.6ft2A2=3-8ft2T1T2目前五十頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾面積增加過(guò)濾面積可以：降低DP延長(zhǎng)使用壽命目前五十一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)5個(gè)孔堵塞5個(gè)孔開(kāi)放DP=1psid

5個(gè)孔堵塞15個(gè)孔開(kāi)放DP=1/3psid

10孔

20孔舉例:過(guò)濾面積倍增的比較15個(gè)孔堵塞后才能達(dá)到

DP=1psid，使用壽命因此增加了三倍過(guò)濾面積目前五十二頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾面積通常過(guò)濾面積增大一倍，壽命延長(zhǎng)到2-4倍目前五十三頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)七、壓差與濾芯差壓計(jì)算目前五十四頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)壓差定義壓差 過(guò)濾器使用時(shí)上游和(壓力降DP) 下游之間的壓力差

凈壓差 過(guò)濾器開(kāi)始使用未捕 集任何污染物之前時(shí) 的壓差目前五十五頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)壓差DP1.由流體阻力產(chǎn)生...2.對(duì)干凈的過(guò)濾器，由濾孔產(chǎn)生目前五十六頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)壓差最大允許壓差:

過(guò)濾器結(jié)構(gòu)不受破壞的最大壓差極限值目前五十七頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)Darcy’s定律K = 透過(guò)性常數(shù)A = 面積p = 壓差

t = 厚度式中p =Qt/KA或pQ/AQ/A稱(chēng)為“流量密度”或‘Flux’Q=(KAP)/t目前五十八頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)濾芯壓差計(jì)算p=pc.Q.M/A pc= 凈壓差

Q = 流量

M = 粘度（cp）

A = 面積（ft2,m2

或10“）目前五十九頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)恒流與恒壓過(guò)濾目前六十頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾器壽命曲線壓差和使用時(shí)間的關(guān)系曲線拐點(diǎn)初始DP時(shí)間(t)恒定流速下的

DP過(guò)濾時(shí)顆粒被過(guò)濾器濾孔截留壓差上升目前六十一頁(yè)\總數(shù)六十七頁(yè)\編于十四點(diǎn)過(guò)濾器壽命曲線流速和使用時(shí)間的關(guān)系曲線拐點(diǎn)初始流速時(shí)間(