多级净化新风过滤性能研究毕业设计论文(编辑修改稿)

多级净化新风过滤性能研究毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

气流顺利通过，是很好的过滤材料。 惯性原理 ： 大粒子在气流中做惯性运动，气流遇到屏障会绕过去，而粒子因为惯性保持原来的方向撞到屏障上，从而达到过滤的效果，粒子越大，惯性越大，撞击屏障的可能性越大，过滤效果越好。 扩散原理 ： 较小的粒子做的是无规则的布朗运动。 粒子越小，无规则运动越激烈，撞击屏障的机会越大，过滤效果越好。 影响除尘效率的因素 ： 由惯性原理和和扩散原理可知，大粒子受惯性作用明显，小粒子做无规则碰撞明显，故存在大小两个区间使得粒子的过滤效果都不错，而对于那些不大不小的粒子，是最难过滤的，通常其粒子直径在 微米之间。 滤网 阻 力 ： 气流在绕过纤维的过程中遇到阻力，所有纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。 过滤器的阻力随着气流量的增大而提高，因此增大滤材面积可以降低气流穿越材料的相对风速，从而减小过滤器的阻力。 过滤效率 ： 空气过滤器的“过滤效率”是指被捕捉的粉尘量与原空气含尘量之比：过滤效率 =过滤器捕捉粉尘量 /上游空气含尘量 =1下游空气含尘量 /上游空气含尘量。 在本文的实验中，过滤效率 =1出风口含尘量 /进风口含尘量。 过滤器的寿命 ： 当材料上的尘埃越积越多，阻力越来越大 ，当阻力达到设计所不允许的程度时，过滤器就报废了，这个过程的时间即过滤 器的寿命。 7 颗粒物的分类 ： 空气中的全部粉尘量称为“总悬浮颗粒”，其中只有粒径小于等于 10 m的颗粒会进入人体的气管和肺部，称为“可吸入颗粒”，即 PM10。 如果将 m 以上的去掉，剩下的“可吸入颗粒”就是 我们常 说的。 在室内空气中，小颗粒物数量远大于大颗粒物 [13]。 常用空气净化技术简介 多层过滤除尘 净化器中的一般通风用过滤器，气流穿过滤材的速度在 ～ 围内，阻 力与风量不再是线性关系，而是一条上扬的弧线，风量增加 30%，阻力可能会增加 50%，过滤器能捕捉任何形式的颗粒物，包括液滴。 过滤材料一般呈多孔状，多少有些消声作用。 过滤器对气流产生阻力，有某些均流作用。 密度越高的过滤器滤除的尘埃颗粒直径越小，净化效果越好，但会产生很强的阻力，降低风速，影响净化效率，因而单靠过滤网净化有一定的局限性（需加大风机功率，但噪音易超标，能耗多，且高效滤网要经常更换，耗材多） [14]。 静电除尘 高压静电工作原理是：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线 (又称电晕极 )和 接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。 通俗点讲，就是高压静电形成的电场磁力吸附空气中的灰尘，减少灰尘而净化空气。 但它不能直接杀死病毒、细菌，分解污染物；若积尘太多未清理或静电吸尘器效率下降，易造成二次污染。 由于高压放电的缘故，需配置安全保护装置，在大型公共 8 场所或对消毒条件要求较高的室内场所一般不宜使用。 民用最好不使用 [15]。 光催化净化 纳米材料光催化环境污染治理技术是国际上普遍认可的治理低浓度有机污染气体、消毒灭菌最有效的先进技术，它具有反应条件温和、经济和对细菌、病毒，及污染物全面处理的特点。 采用此技术制造的中央空调光催化空气净化消毒器模块，由镀膜二氧化钛细钢丝滤网、初、中效过滤网、纳米二氧化钛光催化室，智能化控制系统等多因子组成。 具有从初滤到完全净化的多道程序，能在短时间 内迅速杀灭空气中的病毒和细菌，除污消烟去异味。 是预防呼吸道传染 疾病，防止 空气传播病毒细菌，消除吸烟危害和降解室内污染的高效多因子空气净化消毒器 [16]。 本实验过滤材料 除尘网 HEPA(High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效空气过滤器，达到 HEPA 标准的过滤网，对于 微米和 微米的有效率达到 %，HEPA 网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。 它对直径为 微米 (头发直径的 1/200)以上的微粒去除效率可达到 %以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。 HEPA 分 PP 滤纸、玻璃纤维、复合 PP PET 滤纸、熔喷 涤纶无纺布和熔喷 玻璃纤维五种材质。 特点：风阻小，容尘量大，过滤精度高，可以根据客户需要加工成各种尺寸和形状，适合不同的机型使用 [17]。 活性炭过滤网 活性炭过滤网采用通孔结构的铝蜂窝、塑料蜂窝、纸蜂窝为载体。 与传统活性炭过滤网相比，具有更优良的气体动力学性能，体积密度小，比表面积大、吸附效率高，风阻系数小。 蜂窝状活性炭滤网是在聚氨酯泡棉上载附 9 粉状活性炭制成，其含碳量在 35%50%左右。 具有活性炭高效的吸附性能，可用于空气净化，去除挥发性有机 化合物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯和空气中的污染物。 空气阻力小，能耗低，可在一定风量下除臭、除异味，净化环境，具有很好的净化效果。 活性炭的特点就是去除空气中的异味。 活性炭滤材是指在粗、中、高效的空气过滤器上使用的活性炭。 活性炭滤材主要有两种形式 —— 颗粒状和活性炭滤棉。 因为是活性炭的作用就是除去异味，所以对过滤效率并不强调。 在使用上。 一般须配合独立的粗、中效过滤器使用。 有些活性炭材料可再生，因此，价格上虽然比一般的粗效过滤器贵些，如果能做到合理的循环交替使用仍可降低使用成本。 可广泛用于处理含有甲苯、二甲苯、苯等 苯类、酚类、酯类、醇类、醛类等有机气体及恶臭气体和含有微量重金属的低浓度、大风量的各类气体。 对废气进行吸附浓缩、净化后可直接排放 [18]。 冷触媒过滤网 冷触媒 ,又称自然触媒，是继光触媒除臭空气净化材料之后的又一种新型空气净化材料，能在常温条件下起催化反应，在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，祛除甲醛、苯、二甲苯、甲苯、 TVOC 等有害气体，生成水和二氧化碳，在催化反应过程中 ,冷触媒本身并不直接参与反应 ,反应后冷触媒不变化不丢失 ,长期发挥作用。 冷触媒本身无毒、无腐蚀性、不燃烧，反应生成物为水和二氧化碳，不产生二次污染，大大延长了吸附材料的使用寿命。 主要用途：冷触媒主要用于空调器、家用空气净化器、车载空气净化器等净化设备中，可用于处理人造板材 ,家具 ,墙面壁纸 ,化纤地毯 ,窗帘 ,床罩及室内空气中游离的甲醛 ,氨气 ,TVOC,硫化氢等有害气体。 冷触媒又称低温触媒，甲醛克星。 它对于甲醛有极强的清除能力。 冷触媒的原理是催化氧化，触媒成分在该过程中起介质作用，其成分不会变化，可以无需任何处理而长期使用。 催化分解反应不需要紫外线、高温、高压。 在气温达到 5℃ 以上，湿度达到 40%以上的条件下，冷触媒催化分解有害气体的效果就能达到理想状态。 冷触媒是一种高科技催化剂，它不仅能催化甲醛与空气中的氧气发生反 10 应，还能催化氨气、甲苯、二甲苯、硫化氢以及 TVOC 中多种有害气体等与氧气产生反应，生成水和二氧化碳。 在催化反应过程中 ,冷触媒产品本身不直接参与反应 ,反应后冷触媒不变化不丢失。 因此一旦使用后在无外力破坏的情况下 ,有效期长达八年以上。 冷触媒主要成分均为食品、药品添加剂，产品无毒、无腐蚀性、不易燃。 反应生成物为水和二氧化 碳，不产生二次污染。 是面向未来、最适于健康家居的安全 、环保产品 [19]。 实验器材介绍 本实验所用新风机为课题组自主研发制造的新风机，测试地点为广西南宁高新区 某科技园。 实验所用 器材包括新风机和各种测试仪器等，新风机的主要的组成部分有，外壳，进风 口，出风口，滤网，风机，以及电路开关等。 基本工作原理是滤网将进出风口 的空气 隔离，通过风机的运转产生负压 使得空气由进气口 经过滤网的过滤 之后 流向出风口。 图 21 新风机工作原理图 11 图 22 新风机 表 21 风机铭牌数据 高速档 38W 2600r/min 3653/mh 166Pa 中速档 34W 2300r/min 3113/mh 151Pa 低速档 29W 1700r/min 2343/mh 114Pa 图 23冷触媒网、 HEPA 网、活性炭网 注： 滤网的尺寸为： 400*297*12 12 图 、 PM10 检测仪 图 25风量罩 图 26 声量计 13 表 22实验仪器功能一览表 测试仪器 测试项目 岳威 ERZ2511 手持 检测仪 测量空气中 、 PM10 的值 ，单位： 3/gm ，精度： 1 3/gm TSI8380 风量罩 测量新风机进风口和出风口的风量 ，单位： 3/mh，精度： 1 3/mh TES1357 声量计 测量风机的噪声 ，单位： dB，精度： 空气中 、 PM10 的测试 方法： (1).取下检测仪探头的护罩； (2).按下电源键开机； (3).设定好采样时间，时间日期等； (4).将检测仪探头置于进风口 /出风口处，按下 run/stop 键，仪器开始采样测量， 60 秒后采样结束， 和 PM10 的数值显示在屏幕上。 风量的测试 方法： (1).将风量罩按说明书组装好； (2).制作一挡板套在出风口上，使风量罩的罩口边缘紧紧贴住挡板，不使其漏风； (3).按下电源键开机，按下 ready 键，风量罩开始采样，并伴有蜂鸣声； (4),采样结束，风量的数值显示在风量罩的显示屏上。 声量的测试 方法： (1).将声量计置于风机上方约一米处； (2).按下电源键开机，按方向键选择量程为 5080dB，按 FAST SLOW 键选择采样时间； (3).声量计开始采样，结束后声量数值出现在显示屏上。 14 数据处理方法 (1). W=1A/B（ %） 其中： W 表示过滤效率 ； A 表示出风口含尘量 ； B 表示进风口含尘量 ； (2).压力损失的计算： 根据伯努利方程，通过截面的流体有以下公式： 其中 ， 空气密度为  = 3/kg m ； 1P 、 2P 表示空气的静压，理论上是相等的或者近似认为其相等， 空载时风速 11/QS  有滤网时风速 22/QS  1Q 、 2Q 分别表示空载和有滤网时出风口的风量， 又 知出风口的管道直径为 d=120mm， 2 /4Sd ，滤。