Приложение А (справочное). Отделение частиц от фильтров

Приложение А
(справочное)

Отделение частиц от фильтров

А.1 Общие положения

Термин "отделение" обозначает три разных явления: отскок частиц, выделение волокон или частиц фильтрующим материалом и вторичный унос частиц. Некоторые или все эти явления с большей или меньшей вероятностью происходят в течение срока службы фильтра.

А.2 Отделение частиц

А.2.1 Отскок частиц

В идеальном процессе фильтрации каждая частица должна постоянно задерживаться при первом столкновении с фильтрующей поверхностью, такой как волокно фильтра, или с ранее задержанной частицей. Для мелких частиц и низких скоростей воздуха силы адгезии значительно превышают кинетическую энергию движущихся частиц в воздушном потоке, и частицы пыли, которые уже уловлены, вряд ли будут вынесены из фильтра. Увеличение размера частиц и скорости воздуха приводит к снижению этого эффекта, например крупные частицы "отскакивают" от волокон. Но при этом они теряют достаточно много энергии и могут быть задержаны при последующем столкновении с волокном. Однако если эффективных контактов с волокном не последует, то частицы будут теряться, т.е. будут вынесены из фильтра, что приводит к уменьшению эффективности для частиц в этом размерном диапазоне.

Метод определения количества отделений этого типа с применением твердых частиц определен в ASHRAE/ANSI Standard 52.2:1999. Эффект отскока частиц не может быть измерен методом, в котором используется жидкие частицы, согласно настоящему стандарту.

Эффект отскока частиц более заметен для фильтров группы G, чем групп М и F.

Некоторые исследователи [см. ссылки 1) и 2) в А.4] обнаружили, что для частиц с размерами от 4 до 8 мкм происходит снижение эффективности, которое может быть следствием эффекта уноса частиц. Настоящий стандарт не содержит способы оценки эффективности для твердых частиц с размерами более 3 мкм.

А.2.2 Выделение волокон или частиц фильтрующим материалом

Некоторые конструкции фильтра включают в себя фильтрующий материал, также содержащий и/или генерирующий некоторые свободные волокна или частицы материала. Этот материал может быть вынесен из фильтра воздушным потоком. Степень потери волокон зависит от целостности волокнистой структуры фильтрующего материала, твердости и нестабильности пылевых нагрузок и скоростей воздуха в течение срока службы фильтра. Следует отметить, что число выделенных (вынесенных из фильтра) волокон незначительно в сравнении с полным количеством пыли, прошедшей через фильтр, в типичных для окружающей среды условиях.

Эффект выделения волокон или частиц фильтрующим материалом более заметен для фильтров групп М и F, чем группы G.

А.2.3 Вторичный унос частиц

Если количество задержанной пыли на фильтре увеличивается, то проявляются следующие дополнительные эффекты:

a) влетающая частица может ударить по ранее захваченной частице и выбить ее в воздушный поток;

b) скорость воздуха в фильтрующем материале увеличивается из-за уменьшения пространства для прохода воздуха захваченными частицами. Кроме того, фильтрующий материал может сжаться из-за увеличения сопротивления воздушному потоку, и таким образом стать причиной дополнительного увеличения скорости воздуха в воздушных каналах. Это увеличение скорости воздуха может унести некоторые осажденные частицы;

c) колебания фильтрующего материала при работе фильтра вызывают перераспределение пыли, задержанной фильтрующим материалом. Колебания приводят к возрастанию уноса пыли. Колебания фильтрующего материала могут быть вызваны следующими причинами:

1) нормальным воздушным потоком через фильтр при периодическом (например, ежедневном) пуске и остановке воздушных кондиционеров на объектах;

2) изменениями расхода воздуха, приводящими к сжатию и разрыхлению фильтрующего материала;

в) механической вибрацией.

Унос частиц по этим причинам (так же называемый "вынос" или "разгрузка") может быть измерен и определен количественно [см. ссылки 3) и 4) настоящего приложения, а также 10.4.2].

Эффект уноса одинаково ярко выражен для фильтров групп F, М и G.

А.3 Испытания

Кривые зависимости эффективности от размеров частиц (фильтры группы F), приведенные в настоящем стандарте, показывают, что влияние эффекта отделения очень мало. Кривые пылезадерживающей способности (фильтры группы G), приведенные в настоящем стандарте, показывают, что этот фактор влияет лишь незначительно, либо не влияет вообще. Любое снижение пылезадерживающей способности или сопротивления в ходе испытаний с подачей пыли на фильтр следует рассматривать как показатель того, что возможно отделение частиц от фильтра.

Значимую оценку отделения частиц (выделения частиц фильтрующим материалом и вторичного уноса) выполнить сложно. Счетчик частиц не везде может быстро реагировать на кратковременные "выбросы" или образования совокупности частиц.

При будущем пересмотре настоящего стандарта будут рассмотрены методы, которые позволят дать количественную оценку "отделению" или "вторичному уносу" частиц или волокон.

Следует также обратить внимание на трудности по оценке этих характеристик фильтра для реальных условий, полученных с использованием синтетической пыли. Пользователи должны знать о возможности отделения волокон от фильтра. В условиях эксплуатации, где это явление может иметь место, следует проводить диагностические отборы проб воздуха.

А.4 Ссылки

1) Phillips В.A., Davis W.Т. and Dever, М., Investigation of the Effect of a Topically Applied Tackifier in Reducing Particle Bounce in a Melt-Blown Air Filter (Filtration & Separation, 1996, p. 933)

2) Qian Y., Willeke K., Ulevicius V. and Grinshpun S.A., Particle Re-entrainment from Fibrous Filters (Aerosol Science and Technology, 27:3)

3) Kuehn Т.Н., Yang С.H. and Kulp R.H., Effects of Fan Cycling on the Performance of Particulate Air filters used for IAQ Control (Indoor Air '96, The 7th International Conference on Indoor Air Quality and Climate, Vol. 4, p. 211)

4) Rivers R.D. and Murphy D.J., Determination of Air Filter Performance under Variable Air Volume (VAV) Conditions (ASHRAE 675-RP:1996)