L-iżvilupp tal-industrija moderna poġġa domandi dejjem akbar fuq l-ambjent tal-esperimentazzjoni, ir-riċerka u l-produzzjoni. Il-mod ewlieni biex jintlaħaq dan ir-rekwiżit huwa li jintużaw b'mod wiesa' filtri tal-arja f'sistemi ta' arja kondizzjonata nadifa. Fost dawn, il-filtri HEPA u ULPA huma l-aħħar protezzjoni għall-partiċelli tat-trab li jidħlu fil-kamra nadifa. Il-prestazzjoni tagħhom hija direttament relatata mal-livell tal-kamra nadifa, li min-naħa tiegħu jaffettwa l-proċess u l-kwalità tal-prodott. Għalhekk, huwa sinifikanti li titwettaq riċerka sperimentali fuq il-filtru. Il-prestazzjoni tar-reżistenza u l-prestazzjoni tal-filtrazzjoni taż-żewġ filtri ġew imqabbla f'veloċitajiet differenti tar-riħ billi tkejlet l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ u l-filtru PTFE għal partiċelli PAO ta' 0.3 μm, 0.5 μm, 1.0 μm. Ir-riżultati juru li l-veloċità tar-riħ hija fattur importanti ħafna li jaffettwa l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-filtri tal-arja HEPA. Iktar ma tkun għolja l-veloċità tar-riħ, iktar tkun baxxa l-effiċjenza tal-filtrazzjoni, u l-effett huwa aktar ovvju għall-filtri PTFE.
Kliem ewlieni:Filtru tal-arja HEPA; Prestazzjoni tar-reżistenza; prestazzjoni tal-filtrazzjoni; Karta tal-filtru PTFE; karta tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ; filtru tal-fibra tal-ħġieġ.
Numru CLC: X964 Kodiċi ta' identifikazzjoni tad-dokument: A
Bl-iżvilupp kontinwu tax-xjenza u t-teknoloġija, il-produzzjoni u l-modernizzazzjoni ta' prodotti industrijali moderni saru dejjem aktar eżiġenti għall-indafa tal-arja ta' ġewwa. B'mod partikolari, l-industriji tal-mikroelettronika, mediċi, kimiċi, bijoloġiċi, tal-ipproċessar tal-ikel u oħrajn jeħtieġu minjaturizzazzjoni. Il-preċiżjoni, il-purità għolja, il-kwalità għolja u l-affidabbiltà għolja tal-ambjent ta' ġewwa jqiegħdu rekwiżiti dejjem ogħla fuq il-prestazzjoni tal-filtru tal-arja HEPA, għalhekk kif jiġi manifatturat filtru HEPA biex jissodisfa d-domanda tal-konsumatur saret ħtieġa urġenti għall-manifatturi. Waħda mill-problemi li ġew solvuti [1-2]. Huwa magħruf sew li l-prestazzjoni tar-reżistenza u l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-filtru huma żewġ indikaturi importanti għall-evalwazzjoni tal-filtru. Dan id-dokument jipprova janalizza l-prestazzjoni tal-filtrazzjoni u l-prestazzjoni tar-reżistenza tal-filtru tal-arja HEPA ta' materjali differenti tal-filtru permezz ta' esperimenti [3], u l-istrutturi differenti tal-istess materjal tal-filtru. Il-prestazzjoni tal-filtrazzjoni u l-proprjetajiet tar-reżistenza tal-filtru jipprovdu bażi teoretika għall-manifattur tal-filtru.
1 Analiżi tal-metodu tat-test
Hemm ħafna metodi biex jinstabu l-filtri tal-arja HEPA, u pajjiżi differenti għandhom standards differenti. Fl-1956, il-Kummissjoni Militari tal-Istati Uniti żviluppat l-USMIL-STD282, standard tat-test tal-filtru tal-arja HEPA, u l-metodu DOP għall-ittestjar tal-effiċjenza. Fl-1965, ġie stabbilit l-istandard Brittaniku BS3928, u ntuża l-metodu tal-fjamma tas-sodju għad-detezzjoni tal-effiċjenza. Fl-1973, l-Assoċjazzjoni Ewropea tal-Ventilazzjoni żviluppat l-istandard Eurovent 4/4, li segwa l-metodu ta' detezzjoni tal-fjamma tas-sodju. Aktar tard, l-American Society for Environmental Testing and Filter Efficiency Science ġabret serje ta' standards simili għal metodi ta' ttestjar rakkomandati, kollha bl-użu tal-metodu tal-għadd tal-kalibru DOP. Fl-1999, l-Ewropa stabbiliet l-istandard BSEN1822, li juża l-aktar daqs trasparenti tal-partiċelli (MPPS) biex jinstab l-effiċjenza tal-filtrazzjoni [4]. L-istandard ta' detezzjoni taċ-Ċina jadotta l-metodu tal-fjamma tas-sodju. Is-sistema ta' detezzjoni tal-prestazzjoni tal-filtru tal-arja HEPA użata f'dan l-esperiment hija żviluppata abbażi tal-istandard tal-Istati Uniti 52.2. Il-metodu ta' detezzjoni juża metodu tal-għadd tal-kalibru, u l-aerosol juża partiċelli PAO.
1. Strument ewlieni wieħed
Dan l-esperiment juża żewġ apparati li jgħoddu l-partiċelli, li huma sempliċi, konvenjenti, veloċi u intuwittivi meta mqabbla ma' tagħmir ieħor għall-ittestjar tal-konċentrazzjoni tal-partiċelli [5]. Il-vantaġġi msemmija hawn fuq tal-apparat li jgħoddu l-partiċelli jagħmluh jieħu post metodi oħra gradwalment u jsir il-metodu ewlieni tat-test għall-konċentrazzjoni tal-partiċelli. Jistgħu jgħoddu kemm in-numru ta' partiċelli kif ukoll id-distribuzzjoni tad-daqs tal-partiċelli (jiġifieri, l-għadd tal-għadd), li huwa t-tagħmir ewlieni ta' dan l-esperiment. Ir-rata tal-fluss tal-kampjunar hija ta' 28.6 LPM, u l-pompa tal-vakwu mingħajr karbonju tagħha għandha l-karatteristiċi ta' storbju baxx u prestazzjoni stabbli. Jekk l-għażla tkun installata, it-temperatura u l-umdità kif ukoll il-veloċità tar-riħ jistgħu jitkejlu u l-filtru jista' jiġi ttestjat.
Is-sistema ta' skoperta tuża aerosols li jużaw partiċelli PAO bħala trab li għandu jiġi ffiltrat. Aħna nużaw il-ġeneraturi tal-aerosol (ġenerazzjonijiet tal-Aerosol) tal-mudell TDA-5B prodott fl-Istati Uniti. Il-firxa ta' okkorrenza hija 500 – 65000 cfm (1 cfm = 28.6 LPM), u l-konċentrazzjoni hija 100 μg / L, 6500 cfm; 10 μg / L, 65000 cfm.
1. 2 kamra nadifa
Sabiex tittejjeb l-eżattezza tal-esperiment, il-laboratorju ta' livell 10,000 ġie ddisinjat u mżejjen skont l-Istandard Federali tal-Istati Uniti 209C. L-art tal-kisi tintuża, li hija kkaratterizzata mill-vantaġġi tat-terrazzo, reżistenza għall-użu, siġillar tajjeb, flessibilità u kostruzzjoni kkumplikata. Il-materjal huwa laker epossidiku u l-ħajt huwa magħmul minn kisi tal-kamra nadifa mmuntat. Il-kamra hija mgħammra b'220v, 2 × 40w purifikazzjoni 6 lampi u rranġata skont ir-rekwiżiti tad-dawl u t-tagħmir tal-post. Il-kamra nadifa għandha 4 ħruġ tal-arja ta' fuq u 4 portijiet tar-ritorn tal-arja. Il-kamra tad-doċċa tal-arja hija ddisinjata għal kontroll touch ordinarju wieħed. Il-ħin tad-doċċa tal-arja huwa 0-100s, u l-veloċità tar-riħ ta' kwalunkwe żennuna tal-volum tal-arja li tiċċirkola aġġustabbli hija akbar minn jew ugwali għal 20ms. Minħabba li ż-żona tal-kamra nadifa hija <50m2 u l-istaff huwa <5 persuni, huwa pprovdut ħruġ sikur għall-kamra nadifa. Il-filtru HEPA magħżul huwa GB01 × 4, il-volum tal-arja huwa 1000m3 / h, u l-effiċjenza tal-filtrazzjoni hija akbar minn jew ugwali għal 0.5 μm u 99.995%.
1. 3 kampjuni sperimentali
Il-mudelli tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ huma: 610 (T) × 610 (G) × 150 (W) mm, tip baffle, 75 tikmixa, daqs 610 (T) × 610 (G) × 90 (W) Mm, b'200 piega, daqs tal-filtru PTFE 480 (T) × 480 (G) × 70 (W) mm, mingħajr tip baffle, b'100 tikmixa.
2 Prinċipji bażiċi
Il-prinċipju bażiku tal-bank tat-test huwa li l-fann jiġi minfuħ fl-arja. Peress li l-HEPA/UEPA huwa mgħammar ukoll b'filtru tal-arja HEPA, jista' jiġi kkunsidrat li l-arja saret arja nadifa qabel ma tilħaq il-HEPA/UEPA ttestjat. L-apparat jarmi partiċelli PAO fil-pipeline biex jifforma konċentrazzjoni mixtieqa ta' gass li fih it-trab u juża counter tal-partiċelli bil-lejżer biex jiddetermina l-konċentrazzjoni tal-partiċelli. Il-gass li fih it-trab imbagħad jiċċirkola mill-HEPA/UEPA ttestjat, u l-konċentrazzjoni tal-partiċelli tat-trab fl-arja ffiltrata mill-HEPA/UEPA titkejjel ukoll bl-użu ta' counter tal-partiċelli bil-lejżer, u l-konċentrazzjoni tat-trab tal-arja qabel u wara l-filtru titqabbel, u b'hekk tiġi ddeterminata l-prestazzjoni tal-filtru HEPA/UEPA. Barra minn hekk, it-toqob tal-kampjunar huma rranġati rispettivament qabel u wara l-filtru, u r-reżistenza ta' kull veloċità tar-riħ hija ttestjata bl-użu ta' gauge tal-pressjoni mikro-inklinata hawnhekk.
3 tqabbil tal-prestazzjoni tar-reżistenza tal-filtru
Il-karatteristika tar-reżistenza tal-HEPA hija waħda mill-karatteristiċi importanti tal-HEPA. Bil-premessa li tissodisfa l-effiċjenza tad-domanda tan-nies, il-karatteristiċi tar-reżistenza huma relatati mal-ispiża tal-użu, ir-reżistenza hija żgħira, il-konsum tal-enerġija huwa żgħir, u l-ispiża hija ffrankata. Għalhekk, il-prestazzjoni tar-reżistenza tal-filtru saret ta' tħassib. Wieħed mill-indikaturi importanti.
Skont id-dejta tal-kejl sperimentali, tinkiseb ir-relazzjoni bejn il-veloċità medja tar-riħ taż-żewġ filtri strutturali differenti tal-fibra tal-ħġieġ u l-filtru PTFE u d-differenza fil-pressjoni tal-filtru.Ir-relazzjoni hija murija fil-Figura 2:
Mid-dejta sperimentali jidher li hekk kif tiżdied il-veloċità tar-riħ, ir-reżistenza tal-filtru tiżdied b'mod lineari minn baxxa għal għolja, u ż-żewġ linji dritti taż-żewġ filtri tal-fibra tal-ħġieġ jikkoinċidu sostanzjalment. Huwa faċli li wieħed jara li meta l-veloċità tar-riħ tal-filtrazzjoni hija ta' 1 m/s, ir-reżistenza tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ hija madwar erba' darbiet dik tal-filtru PTFE.
Billi tkun taf l-erja tal-filtru, ir-relazzjoni bejn il-veloċità tal-wiċċ u d-differenza fil-pressjoni tal-filtru tista' tiġi derivata:
Mid-dejta sperimentali jidher li hekk kif tiżdied il-veloċità tar-riħ, ir-reżistenza tal-filtru tiżdied b'mod lineari minn baxxa għal għolja, u ż-żewġ linji dritti taż-żewġ filtri tal-fibra tal-ħġieġ jikkoinċidu sostanzjalment. Huwa faċli li wieħed jara li meta l-veloċità tar-riħ tal-filtrazzjoni hija ta' 1 m/s, ir-reżistenza tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ hija madwar erba' darbiet dik tal-filtru PTFE.
Billi tkun taf l-erja tal-filtru, ir-relazzjoni bejn il-veloċità tal-wiċċ u d-differenza fil-pressjoni tal-filtru tista' tiġi derivata:
Minħabba d-differenza bejn il-veloċità tal-wiċċ taż-żewġ tipi ta' filtri tal-filtru u d-differenza fil-pressjoni tal-filtru taż-żewġ karti tal-filtru, ir-reżistenza tal-filtru bl-ispeċifikazzjoni ta' 610 × 610 × 90 mm bl-istess veloċità tal-wiċċ hija ogħla mir-reżistenza tal-ispeċifikazzjoni 610 × 610. Reżistenza tal-filtru ta' 610 x 150 mm.
Madankollu, huwa ċar li bl-istess veloċità tal-wiċċ, ir-reżistenza tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ hija ogħla mir-reżistenza tal-PTFE. Dan juri li l-PTFE huwa superjuri għall-filtru tal-fibra tal-ħġieġ f'termini ta' prestazzjoni tar-reżistenza. Sabiex nifhmu aktar il-karatteristiċi tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ u r-reżistenza tal-PTFE, twettqu aktar esperimenti. Studja direttament ir-reżistenza taż-żewġ karti tal-filtru hekk kif tinbidel il-veloċità tar-riħ tal-filtru, ir-riżultati sperimentali huma murija hawn taħt:
Dan jikkonferma aktar il-konklużjoni preċedenti li r-reżistenza tal-karta tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ hija ogħla minn dik tat-PTFE taħt l-istess veloċità tar-riħ [6].
4 paragun tal-prestazzjoni tal-filtru tal-filtru
Skont il-kundizzjonijiet sperimentali, tista' titkejjel l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-filtru għal partiċelli b'daqs ta' partiċelli ta' 0.3 μm, 0.5 μm, u 1.0 μm b'veloċitajiet tar-riħ differenti, u tinkiseb it-tabella li ġejja:
Ovvjament, l-effiċjenza tal-filtrazzjoni taż-żewġ filtri tal-fibra tal-ħġieġ għal partiċelli ta' 1.0 μm b'veloċitajiet tar-riħ differenti hija ta' 100%, u l-effiċjenza tal-filtrazzjoni ta' partiċelli ta' 0.3 μm u 0.5 μm tonqos biż-żieda tal-veloċità tar-riħ. Jista' jidher li l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-filtru għall-partiċelli kbar hija ogħla minn dik tal-partiċelli żgħar, u l-prestazzjoni tal-filtrazzjoni tal-filtru ta' 610 × 610 × 150 mm hija superjuri għall-filtru tal-ispeċifikazzjoni 610 × 610 × 90 mm.
Bl-istess metodu, jinkiseb graff li juri r-relazzjoni bejn l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-filtru PTFE ta' 480×480×70 mm bħala funzjoni tal-veloċità tar-riħ:
Meta wieħed iqabbel il-Fig. 5 mal-Fig. 6, l-effett tal-filtrazzjoni tal-filtru tal-ħġieġ tal-partiċelli ta' 0.3 μm, 0.5 μm huwa aħjar, speċjalment għall-effett tal-kuntrast tat-trab ta' 0.3 μm. L-effett tal-filtrazzjoni tat-tliet partiċelli fuq partiċelli ta' 1 μm kien ta' 100%.
Sabiex titqabbel b'mod aktar intuwittiv il-prestazzjoni tal-filtrazzjoni tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ u l-materjal tal-filtru PTFE, it-testijiet tal-prestazzjoni tal-filtru twettqu direttament fuq iż-żewġ karti tal-filtru, u nkisbet it-tabella li ġejja:
It-tabella ta' hawn fuq tinkiseb billi jitkejjel l-effett tal-filtrazzjoni tal-karta tal-filtru PTFE u tal-fibra tal-ħġieġ fuq partiċelli ta' 0.3 μm b'veloċitajiet differenti tar-riħ [7-8]. Huwa ovvju li l-effiċjenza tal-filtrazzjoni tal-karta tal-filtru PTFE hija aktar baxxa minn dik tal-karta tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ.
Meta wieħed iqis il-proprjetajiet tar-reżistenza u l-proprjetajiet tal-filtrazzjoni tal-materjal tal-filtru, huwa faċli li wieħed jara li l-materjal tal-filtru PTFE huwa aktar adattat biex isiru filtri oħxon jew sub-HEPA, u l-materjal tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ huwa aktar adattat biex isiru filtri HEPA jew ultra-HEPA.
5 Konklużjoni
Il-prospetti għal applikazzjonijiet differenti tal-filtri huma esplorati billi jitqabblu l-proprjetajiet tar-reżistenza u l-proprjetajiet tal-filtrazzjoni tal-filtri PTFE mal-filtri tal-fibra tal-ħġieġ. Mill-esperiment nistgħu naslu għall-konklużjoni li l-veloċità tar-riħ hija fattur importanti ħafna li jaffettwa l-effett tal-filtrazzjoni tal-filtru tal-arja HEPA. Iktar ma tkun għolja l-veloċità tar-riħ, iktar ma tkun baxxa l-effiċjenza tal-filtrazzjoni, iktar ikun ovvju l-effett fuq il-filtru PTFE, u b'mod ġenerali l-filtru PTFE għandu effett ta' filtrazzjoni aktar baxx mill-filtru tal-fibreglass, iżda r-reżistenza tiegħu hija aktar baxxa minn dik tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ. Għalhekk, il-materjal tal-filtru PTFE huwa aktar adattat biex isir filtru oħxon jew ta' effiċjenza sub-għolja, u l-materjal tal-filtru tal-fibra tal-ħġieġ huwa aktar adattat għall-produzzjoni ta' filtru effiċjenti jew ultra-effiċjenti. Il-filtru HEPA tal-fibra tal-ħġieġ b'speċifikazzjoni ta' 610 × 610 × 150 mm huwa aktar baxx mill-filtru HEPA tal-fibra tal-ħġieġ 610 × 610 × 90 mm, u l-prestazzjoni tal-filtrazzjoni hija aħjar mill-filtru HEPA tal-fibra tal-ħġieġ 610 × 610 × 90 mm. Fil-preżent, il-prezz tal-materjal tal-filtru PTFE pur huwa ogħla minn dak tal-fibra tal-ħġieġ. Madankollu, meta mqabbel mal-fibra tal-ħġieġ, it-PTFE għandu reżistenza għat-temperatura, reżistenza għall-korrużjoni u idroliżi aħjar mill-fibra tal-ħġieġ. Għalhekk, għandhom jiġu kkunsidrati diversi fatturi meta jiġi prodott il-filtru. Għaqqad il-prestazzjoni teknika u l-prestazzjoni ekonomika.
Referenzi:
[1]Liu Laihong, Wang Shihong. Żvilupp u Applikazzjoni ta' Filtri tal-Arja [J]•Filtrazzjoni u Separazzjoni, 2000, 10(4): 8-10.
[2] CN Davis Air Filter [M], tradott minn Huang Riguang. Beijing: Atomic Energy Press, 1979.
[3] GB/T6165-1985 metodu ta' ttestjar tal-prestazzjoni tal-filtru tal-arja b'effiċjenza għolja, trasmittanza u reżistenza [M]. Uffiċċju Nazzjonali tal-Istandards, 1985.
[4]Xing Songnian. Metodu ta' skoperta u applikazzjoni prattika ta' filtru tal-arja b'effiċjenza għolja[J]•Tagħmir għall-Prevenzjoni tal-Epidemija Bijoprotettiva, 2005, 26(1): 29-31.
[5]Hochrainer. Żviluppi ulterjuri tal-counter tal-partiċelli
sizerPCS-2000 fibra tal-ħġieġ [J]•Filtru Ġurnal tax-Xjenza tal-Aerosol, 2000,31(1): 771-772.
[6]E. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher eċċ Pressjoni
DropAcrossFiberFilters[J]•Aerosol Science, 1996, 27(1): 639-640.
[7]Michael JM u Clyde Orr. Filtrazzjoni - Prinċipji u Prattiki [M].
New York: MarcelDekkerInc, 1987•
[8] Zhang Guoquan. Il-mekkanika tal-ajrusol – bażi teoretika tat-tneħħija u l-purifikazzjoni tat-trab [M] • Beijing: China Environmental Science Press, 1987.
Ħin tal-pubblikazzjoni: 06 ta' Jannar 2019