Skuteczność filtracji i spadek ciśnienia to dwie najważniejsze cechy wydajności filtra powietrza.
Wydajność opisuje skuteczność usuwania cząstek przez filtr. Spadek ciśnienia opisuje opór powstający podczas przepływu powietrza przez filtr.
Wyniki te należy oceniać łącznie, ale zależność nie jest tak prosta, ponieważ „wyższa wydajność zawsze oznacza większy spadek ciśnienia”.
Dlaczego wydajność i spadek ciśnienia są ze sobą powiązane
Filtr musi umożliwiać kontakt cząstek unoszących się w powietrzu z włóknami lub innymi powierzchniami zbierającymi. Zwiększenie gęstości włókien lub zmniejszenie rozmiaru porów może poprawić wychwytywanie cząstek, ale może również ograniczać przepływ powietrza.
Jednakże, konstrukcja filtra zapewnia inne sposoby poprawy wydajności. Producent może zwiększyć efektywną powierzchnię nośnika, zoptymalizuj strukturę włókien lub popraw geometrię plis, aby osiągnąć wyższą wydajność bez takiego samego wzrostu oporu.
Z tego powodu dwa filtry o tej samej klasyfikacji ISO ePM mogą mieć różne spadki ciśnienia.
Pięć czynników wpływających na wynik
1. Struktura mediów filtrujących
Średnica włókna, gęstość upakowania, grubość i właściwości elektrostatyczne wpływają zarówno na wydajność, jak i odporność.
Gęsty ośrodek mechaniczny i naładowany ośrodek syntetyczny mogą osiągnąć podobną wydajność początkową dzięki różnym mechanizmom wychwytywania. Ich uwarunkowane działanie może być inne.
2. Efektywny obszar mediów
Zwiększanie ilości mediów zmniejsza średnią prędkość przez media przy tym samym przepływie powietrza w filtrze.
Niższa prędkość medium może zmniejszyć spadek ciśnienia i może zmienić wydajność frakcyjną. Efekt zależy od wielkości cząstek i dominującego mechanizmu wychwytywania.
3. Plisowana geometria
Wysokość plisy, odstępy i stabilność decydują o efektywnym wykorzystaniu zainstalowanych mediów.
Plisy umieszczone zbyt blisko siebie mogą ograniczać przepływ powietrza i tworzyć nierówne kanały przepływu. Zdeformowane fałdy mogą zmniejszyć użyteczną powierzchnię nośnika, nawet jeśli całkowita ilość zainstalowanych nośników nie ulegnie zmianie.
4. Sprawdź przepływ powietrza
Spadek ciśnienia wzrasta wraz ze wzrostem przepływu powietrza. Wydajność ułamkowa może również zmieniać się wraz z prędkością ściany i prędkością mediów.
Dlatego też wydajność i opór należy zawsze porównywać przy tym samym przepływie powietrza, rozmiar filtra i warunki testu.
Wyniku zmierzonego przy niższym przepływie powietrza nie można traktować tak, jakby został uzyskany przy znamionowym przepływie powietrza przez produkt.
5. Ładowanie pyłu
W miarę gromadzenia się kurzu, spadek ciśnienia zwykle wzrasta. Wydajność może się również zmieniać w miarę osadzania się cząstek w materiale filtracyjnym lub na nim.
Wynik zależy od mediów, pył, procedurę przepływu powietrza i ładowania. Dane laboratoryjne dotyczące obciążenia pyłem zapewniają kontrolowane porównanie, ale nie przewidują bezpośrednio dokładnej żywotności filtra w każdej instalacji.
Co należy mierzyć?
Aby uzyskać pełną ocenę produktu, producenci powinni rozważyć:
- Wydajność ułamkowa według wielkości cząstek
- Wydajność początkowa
- Uwarunkowana wydajność tam, gdzie jest to wymagane
- Spadek ciśnienia przy znamionowym przepływie powietrza
- Krzywa spadku ciśnienia w wymaganym zakresie przepływu powietrza
- Opór a wychwycona masa pyłu
- Wydajność pyłu w określonym punkcie końcowym
- Konstrukcja filtra i integralność uszczelnienia
ISO 16890 wykorzystuje początkowe i uwarunkowane dane dotyczące wydajności frakcyjnej do klasyfikacji ePM. Obciążenie pyłem to oddzielny test oceniający wydajność grawimetryczną i rozwój odporności.
Jak należy porównać dwa filtry?
Prawidłowe porównanie wymaga tego samego:
- Norma testowa
- Wymiary filtra
- Przepływ powietrza
- Aerozol lub pył testowy
- Stan kondycjonowania
- Ładowanie punktu końcowego
- Procedura pomiaru
Porównywanie jedynie reklamowanego procentu wydajności może wprowadzać w błąd. Filtr o nieco wyższej wydajności, ale znacznie wyższej rezystancji, może nie być najlepszą konstrukcją dla zamierzonego systemu.
Zamiast tego producenci powinni szukać stabilnej kombinacji:
- Wymagana skuteczność usuwania cząstek
- Dopuszczalny opór początkowy
- Kontrolowany rozwój odporności
- Odpowiednia pojemność pyłu
- Powtarzalna jakość produkcji
Co musi kontrolować system testowy?
Wymagane jest dokładne badanie wydajności i spadku ciśnienia:
- Stabilny przepływ powietrza
- Reprezentatywne pobieranie próbek z góry i z dołu
- Jednolite stężenie aerozolu
- Odpowiednie zakresy liczników cząstek
- W razie potrzeby skorygować rozcieńczenie
- Kalibrowany pomiar ciśnienia
- Niski wyciek z kanału i armatury
- Niezawodne obliczanie danych
Systemy testowe SCPUR pomagają producentom filtrów w porównywaniu mediów, plisowana konstrukcja i kompletna konstrukcja filtra przy kontrolowanym przepływie powietrza i warunkach cząstek. Dzięki temu decyzje projektowe można opierać na zmierzonej wydajności, a nie na samej wydajności lub spadku ciśnienia.
