馬鵬杰

(航空工業(yè)過濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng) 453019)

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不同粉塵對(duì)空濾原始濾清效率的影響

馬鵬杰

(航空工業(yè)過濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng) 453019)

ISO5011:2014內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)空氣進(jìn)氣清潔裝置性能試驗(yàn)方法中使用的試驗(yàn)粉塵為ISO-12103-A2(細(xì)粒)和ISO-12103-A4(粗粒)。為適應(yīng)國內(nèi)的實(shí)際情況，在QC/T32-2006汽車用空氣濾清器性能試驗(yàn)方法中增加了270目石英砂作為試驗(yàn)粉塵之一。為了探明亞利桑那試驗(yàn)粉塵ISO-12103-A2(細(xì)粒)、ISO-12103-A4(粗粒)和270目石英砂對(duì)空氣濾清器原始濾清效率的影響，分別使用A2、A4和270目石英砂試驗(yàn)粉塵對(duì)3組同型號(hào)濾清器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，并進(jìn)一步分析，得出270目石英砂試驗(yàn)粉塵可以替代ISO-12103-A2(細(xì)粒)和ISO-12103-A4(粗粒)的結(jié)論。

試驗(yàn)粉塵；原始濾清效率；對(duì)比試驗(yàn)

0　引言

ISO-12103-A2(細(xì)粒)和ISO-12103-A4(粗粒)是由美國PTI公司生產(chǎn)的廣泛應(yīng)用于濾清器行業(yè)、電子行業(yè)的試驗(yàn)粉塵。因其價(jià)格昂貴會(huì)極大地提高試驗(yàn)成本，并且我國還將長期面臨技術(shù)壟斷，因此在我國機(jī)械行業(yè)、汽車行業(yè)制定的JB/T9747-2005、QC/T32-2006等標(biāo)準(zhǔn)中在等同采用ISO5011:2014的同時(shí)，都增加了國產(chǎn)270目石英砂作為試驗(yàn)粉塵之一。不同的粉塵是否會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響？具體能有多大的影響？為了方便試驗(yàn)，文中從原始濾清效率的差異著手進(jìn)行對(duì)比，通過數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析上述問題。

1　試驗(yàn)條件

除試驗(yàn)粉塵分別采用ISO-12103-A2(細(xì)粒)、ISO-12103-A4(粗粒)和270目石英砂外，其余試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)條件、步驟均以QC/T32-2006(等同ISO5011:2014)作為試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。為得到可信的試驗(yàn)結(jié)果，保證試驗(yàn)期間設(shè)備相同、人員相同、參數(shù)相同，在對(duì)比試驗(yàn)中保證試驗(yàn)粉塵為唯一變量。將A2、A4、270目石英砂試驗(yàn)分別編為L組、M組、N組。

空氣濾清器原始濾清效率主要試驗(yàn)條件(L組、M組、N組均相同)：

(1)試驗(yàn)流量：513m3/h；

(2)試驗(yàn)介質(zhì)：空氣；

(3)試驗(yàn)環(huán)境：溫度21 ℃，濕度40%；

(4)試驗(yàn)時(shí)間：6min；

(5)加灰濃度：1.0g/m3；

(6)加灰量：51.3g；

(7)被試過濾器：K型過濾器，已驗(yàn)證其產(chǎn)品重復(fù)性良好；

(8)試驗(yàn)設(shè)備：XP320031電子天平、KLT-4000空氣濾清器綜合性能試驗(yàn)臺(tái)，見圖1。

2　試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1L組濾清器

(1)L組第一次試驗(yàn)采用ISO-12103-A2(細(xì)粒)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1　L組第一次試驗(yàn)結(jié)果　g

L組第一次試驗(yàn)的原始濾清效率為：

式中：η為原始濾清效率；Δm為總成增量；m為加灰量；下同。

(2)L組第二次試驗(yàn)采用ISO-12103-A2(細(xì)粒)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2　L組第二次試驗(yàn)結(jié)果　g

L組第二次試驗(yàn)的原始濾清效率為：

(3)L組試驗(yàn)原始濾清效率見表3。

表3　L組原始濾清效率　%

2.2M組濾清器

(1)M組第一次試驗(yàn)采用ISO-12103-A4(粗粒)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4　M組第一次試驗(yàn)結(jié)果　g

M組第一次試驗(yàn)的原始濾清效率為：

(2)M組第二次試驗(yàn)采用ISO-12103-A4(粗粒)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5　M組第二次試驗(yàn)結(jié)果　g

M組第二次試驗(yàn)的原始濾清效率為：

(3)M組試驗(yàn)原始濾清效率見表6。

表6　M組原始濾清效率　%

2.3N組濾清器

(1)N組第一次試驗(yàn)采用270目石英砂，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7　N組第一次試驗(yàn)結(jié)果　g

(2)N組第二次試驗(yàn)采用270目石英砂，試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8　N組第二次試驗(yàn)　g

(3)N組試驗(yàn)原始濾清效率見表9。

表9　N組原始濾清效率　%

2.43組濾清器試驗(yàn)結(jié)果

表10　3組濾清器試驗(yàn)結(jié)果　%

3　對(duì)比分析

A2、A4粉塵和270目石英砂堆積密度對(duì)比和尺寸分布分別如表11—13所示。

表11　3種粉塵堆積密度對(duì)照表

表12　A2、A4粉塵粒子尺寸分布

表13　270目石英砂粒子尺寸分布

ISO-12103-A2、ISO-12103-A4和270目石英砂的化學(xué)成分基本相同，均由SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O等組成。由表11—13可知：3種粉塵的根本區(qū)別在于其粒子的尺寸分布不同。相對(duì)而言，A2粉含有較多10μm以下顆粒，尤其是其較小顆粒數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多余其他兩種粉塵；A4粉則含有更多大顆粒；270目石英砂是經(jīng)過篩孔篩選的，與A2、A4粉塵制造原理不同(A2、A4為噴磨法制造工藝)，因此基本杜絕了270目(53μm)以上顆粒存在。除了篩除大顆粒以外，由于270目石英砂沒有經(jīng)過噴磨法的進(jìn)一步粉碎，因此基本保持了較原始的顆粒尺寸分布，大多數(shù)顆粒分布在5～40μm，相對(duì)而言其粒徑分布較為居中。另外，因?yàn)槌叽绶植嫉牟煌瑢?duì)相同化學(xué)元素粉塵的堆積密度也產(chǎn)生了較大的影響。

4　結(jié)論

由3組原始濾清效率試驗(yàn)數(shù)據(jù)與粒子分布對(duì)比，可以看出粉塵粒徑越大越有利于提高原始濾清效率試驗(yàn)的結(jié)果，但對(duì)于較高精度空氣濾清器來說原始濾清效率提高效果有限。使用我國制定的JB/T9747-2005、QC/T32-2006等標(biāo)準(zhǔn)中用270目石英砂替代A2、A4粉塵的方法，對(duì)原始濾清效率的試驗(yàn)是可行的。用270目石英砂也準(zhǔn)確地測(cè)出了過濾器的原始濾清效率。另外對(duì)于濾清器的全壽命效率和容塵能力試驗(yàn)，以JB/T9747-2005標(biāo)準(zhǔn)中270目石英砂為例，目前已在我國國內(nèi)建立了替代粉塵試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，完全可以取代昂貴的A2、A4試驗(yàn)粉塵。

【1】ISO5011:2014內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)空氣進(jìn)氣清潔裝置性能-試驗(yàn)方法[S].

【2】QC/T32-2006汽車用空氣濾清器性能試驗(yàn)方法[S].

【3】JB/T9747-2005內(nèi)燃機(jī)空氣濾清器 性能試驗(yàn)方法[S].

EffectofDifferentDustonFiltrationEfficiencyofAirFilter

MAPengjie

(AviationIndustryFiltrationProductsQualitySupervisionandTestCenter,XinxiangHenan453019,China)

TestdustISO-12103-A2 (fine)andISO-12103-A4 (coarsegrain)areusedinISO5011:2014internalcombustionengineandaircompressorinletaircleaningdeviceperformancetestmethods.Toadapttodomesticactualsituation, 270meshquartzsandisincreasedinQC/T32-2006automobileairfilterperformancetestmethodasoneofthetestdust.TestdustofA2,A4and270meshquartzsandwereusedtocomparethreegroupsoffilterswiththesametypeinordertoascertaininfluenceofArizonatestdustISO-12103-A2 (fine),ISO-12103-A4 (coarsegrain)and270meshquartzsandtoairfilteroriginalfiltrationefficiency.Andtestresultswereanalyzed.Theconclusionisthat270meshquartzsandcanbeusedtoreplacetestdustISO-12103-A2 (fine)andISO-12103-A4 (coarsegrain).

Testdust;Originalfiltrationefficiency;Comparisontest

2016-04-06

馬鵬杰(1989—)，男，工程師，本科，長期從事液壓流體污染控制技術(shù)研究工作。E-mail:yywkfb@sina.com。

TU84.8+62

B

1674-1986(2016)07-086-03