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無(wú)塵車(chē)間空氣過(guò)濾理論的研究始于20世紀(jì)，1936年Kaufmann首先把布朗運(yùn)動(dòng)和慣性沉淀的概念一同應(yīng)用到纖維過(guò) 濾理論中，推導(dǎo)出過(guò)濾作用的數(shù)學(xué)公式。隨后Langmuir 和Davies等對(duì)過(guò)濾理論進(jìn)行發(fā)展，最終形成主要以“單一 纖維模型”為基礎(chǔ)的經(jīng)典理論，認(rèn)為過(guò)濾效率由慣性效 應(yīng)、截流效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)3種機(jī)制決定，整個(gè)顆粒的捕集 是多種效應(yīng)的結(jié)合

現(xiàn)代無(wú)塵車(chē)間過(guò)濾理論證明了慣性沉淀的正確性和最大穿透力粒子的存在，認(rèn)為無(wú)塵車(chē)間過(guò)濾效率是截流效率、布朗擴(kuò)散 效應(yīng)、重大效應(yīng)、沉淀效應(yīng)與壓力效應(yīng)的集合[4]。1992年P(guān)ayet等考慮了氣體在單一纖維上的滑動(dòng)，對(duì)經(jīng)典理論引 入修正系數(shù)，使理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更好地吻合。1995年Rosnert提出了分散在單一纖維體表面的顆粒與不規(guī)則的分布和常形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)為特征，建立了最新改善的理論和顆粒在單一纖維體上的空間分布。2001年，Thomas等[5]對(duì)過(guò)濾器在產(chǎn)生阻塞的情況下進(jìn)行了空氣過(guò)濾的理 論與實(shí)驗(yàn)研究，提出了過(guò)濾器在濾餅存在的情況下，過(guò) 濾效率及壓力損失的計(jì)算模型。
捕集效率和壓力損失是評(píng)價(jià)過(guò)濾效果的兩個(gè)最重要指標(biāo)。因此在過(guò)濾理論的研究過(guò)程中，必須把壓力損 失和過(guò)濾效率都表示為微粒特性、分散介質(zhì)和過(guò)濾器的 參數(shù)的函數(shù)，研究壓力損失和過(guò)濾效率與其他參數(shù)的關(guān) 系，努力提高過(guò)濾器過(guò)濾效率及降低過(guò)濾器壓力損失是 過(guò)濾理論及實(shí)驗(yàn)研究的核心任務(wù)。
2 纖維過(guò)濾材料
在控制無(wú)塵車(chē)間空氣中粉塵粒度的同時(shí)也需注意空氣的流量問(wèn)題，因此過(guò)濾材料的選擇依據(jù)是既能有效地?cái)r截塵 埃粒子，又不對(duì)氣流形成過(guò)大的阻力。常用的過(guò)濾材料是各種非織造布（無(wú)紡布），其雜亂交織的纖維形成對(duì)粉塵的無(wú)數(shù)道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過(guò)。為了達(dá)到良好的過(guò)濾效率，過(guò)濾介質(zhì)中的纖維數(shù)量要盡可能多；而為了減小氣流阻力，纖維要盡可能細(xì)。此外，作為過(guò)濾材料的纖維介質(zhì)應(yīng)安全、不易老化、成本低。目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。實(shí)驗(yàn)研究也表明[6]，纖維材料的過(guò)濾性能與其生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，荷電纖維濾料具有阻力低、過(guò)濾效率較高的特點(diǎn)。不帶有荷電的纖維濾料過(guò)濾效率比較低，熔噴濾料過(guò)濾效率比較高，但濾料阻力也比較大，尤其是過(guò)濾風(fēng)速變大時(shí)阻力增加明顯。
一般無(wú)塵車(chē)間空調(diào)系統(tǒng)需設(shè)置3道纖維過(guò)濾器，即粗效、中效和高效過(guò)濾器。粗效過(guò)濾器多采用玻璃纖維， PP、PET、金屬絲網(wǎng)等材料，能濾去5 μm以上的塵埃；中效過(guò)濾器除金屬絲網(wǎng)外，其他材料與粗效類(lèi)似，不過(guò)其纖維直徑更小，能將1 μm以上的塵埃粒子除去；高效過(guò)濾器（HEPA）主要用超細(xì)玻璃纖維和PP材料做成。