不同粉塵對空濾原始濾清效率的影響

馬鵬杰

(航空工業過濾產品質量監督檢測中心，河南新鄉 453019)

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不同粉塵對空濾原始濾清效率的影響

馬鵬杰

(航空工業過濾產品質量監督檢測中心，河南新鄉 453019)

ISO5011:2014內燃機和壓縮機空氣進氣清潔裝置性能試驗方法中使用的試驗粉塵為ISO-12103-A2(細粒)和ISO-12103-A4(粗粒)。為適應國內的實際情況，在QC/T32-2006汽車用空氣濾清器性能試驗方法中增加了270目石英砂作為試驗粉塵之一。為了探明亞利桑那試驗粉塵ISO-12103-A2(細粒)、ISO-12103-A4(粗粒)和270目石英砂對空氣濾清器原始濾清效率的影響，分別使用A2、A4和270目石英砂試驗粉塵對3組同型號濾清器進行對比試驗，并進一步分析，得出270目石英砂試驗粉塵可以替代ISO-12103-A2(細粒)和ISO-12103-A4(粗粒)的結論。

試驗粉塵；原始濾清效率；對比試驗

0　引言

ISO-12103-A2(細粒)和ISO-12103-A4(粗粒)是由美國PTI公司生產的廣泛應用于濾清器行業、電子行業的試驗粉塵。因其價格昂貴會極大地提高試驗成本，并且我國還將長期面臨技術壟斷，因此在我國機械行業、汽車行業制定的JB/T9747-2005、QC/T32-2006等標準中在等同采用ISO5011:2014的同時，都增加了國產270目石英砂作為試驗粉塵之一。不同的粉塵是否會對試驗結果產生影響？具體能有多大的影響？為了方便試驗，文中從原始濾清效率的差異著手進行對比，通過數據進一步分析上述問題。

1　試驗條件

除試驗粉塵分別采用ISO-12103-A2(細粒)、ISO-12103-A4(粗粒)和270目石英砂外，其余試驗環境、試驗條件、步驟均以QC/T32-2006(等同ISO5011:2014)作為試驗標準。為得到可信的試驗結果，保證試驗期間設備相同、人員相同、參數相同，在對比試驗中保證試驗粉塵為唯一變量。將A2、A4、270目石英砂試驗分別編為L組、M組、N組。

空氣濾清器原始濾清效率主要試驗條件(L組、M組、N組均相同)：

(1)試驗流量：513m3/h；

(2)試驗介質：空氣；

(3)試驗環境：溫度21 ℃，濕度40%；

(4)試驗時間：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，已驗證其產品重復性良好；

(8)試驗設備：XP320031電子天平、KLT-4000空氣濾清器綜合性能試驗臺，見圖1。

2　試驗數據

2.1L組濾清器

(1)L組第一次試驗采用ISO-12103-A2(細粒)，試驗結果見表1。

表1　L組第一次試驗結果　g

L組第一次試驗的原始濾清效率為：

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組第二次試驗采用ISO-12103-A2(細粒)，試驗結果見表2。

表2　L組第二次試驗結果　g

L組第二次試驗的原始濾清效率為：

(3)L組試驗原始濾清效率見表3。

表3　L組原始濾清效率　%

2.2M組濾清器

(1)M組第一次試驗采用ISO-12103-A4(粗粒)，試驗結果見表4。

表4　M組第一次試驗結果　g

M組第一次試驗的原始濾清效率為：

(2)M組第二次試驗采用ISO-12103-A4(粗粒)，試驗結果見表5。

表5　M組第二次試驗結果　g

M組第二次試驗的原始濾清效率為：

(3)M組試驗原始濾清效率見表6。

表6　M組原始濾清效率　%

2.3N組濾清器

(1)N組第一次試驗采用270目石英砂，試驗結果見表7。

表7　N組第一次試驗結果　g

(2)N組第二次試驗采用270目石英砂，試驗結果見表8。

表8　N組第二次試驗　g

(3)N組試驗原始濾清效率見表9。

表9　N組原始濾清效率　%

2.43組濾清器試驗結果

表10　3組濾清器試驗結果　%

3　對比分析

A2、A4粉塵和270目石英砂堆積密度對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種粉塵的根本區別在于其粒子的尺寸分布不同。相對而言，A2粉含有較多10μm以下顆粒，尤其是其較小顆粒數量遠遠多余其他兩種粉塵；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目石英砂沒有經過噴磨法的進一步粉碎，因此基本保持了較原始的顆粒尺寸分布，大多數顆粒分布在5～40μm，相對而言其粒徑分布較為居中。另外，因為尺寸分布的不同，對相同化學元素粉塵的堆積密度也產生了較大的影響。

4　結論

由3組原始濾清效率試驗數據與粒子分布對比，可以看出粉塵粒徑越大越有利于提高原始濾清效率試驗的結果，但對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等標準中用270目石英砂替代A2、A4粉塵的方法，對原始濾清效率的試驗是可行的。用270目石英砂也準確地測出了過濾器的原始濾清效率。另外對于濾清器的全壽命效率和容塵能力試驗，以JB/T9747-2005標準中270目石英砂為例，目前已在我國國內建立了替代粉塵試驗標準，完全可以取代昂貴的A2、A4試驗粉塵。

【1】ISO5011:2014內燃機和壓縮機空氣進氣清潔裝置性能-試驗方法[S].

【2】QC/T32-2006汽車用空氣濾清器性能試驗方法[S].

【3】JB/T9747-2005內燃機空氣濾清器 性能試驗方法[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研究工作。E-mail:yywkfb@sina.com。

TU84.8+62

B

1674-1986(2016)07-086-03