的平方成正比, 与流速及流体粘度成反比。扩散: 杂质颗粒由于布朗运动而离开流线和微孔孔道壁接触, 从而被捕捉。扩散捕捉和流速及流体粘度成反比。
截留: 杂质颗粒由于比微孔孔道大而被捕捉, 属表面过滤。截留只与杂质颗粒的大小有关, 而与流速, 流体粘度没有关系。
当流体流经多孔陶瓷过滤元件时, 大于过滤元件微孔径的颗粒被截留在表面形成滤饼层, 小于多孔陶瓷陶瓷孔径的颗粒由于惯性和受布朗运动影响而离开流线和微孔道壁接触,仍有部份颗粒被截留在表面或沉积在多孔陶瓷孔道内。由于多孔陶瓷微孔通道迂回曲折, 加上流体介质在多孔陶瓷表面形成的架桥效应及惯性冲撞和布朗运动影响, 因此其过滤精度要比本身孔径高的多。如10Lm 孔径多孔陶瓷过滤元件, 当过滤介质为液体时, 其过滤精度为1Lm 当过滤介质为气体时, 其过滤精度达0.5Lm。
陶瓷过滤器运行一定周期后, 由于过滤元件内部通可能被流体介质中颗粒杂质堵塞, 表面滤饼层增厚, 导致过滤阻力增大, 流速降低时, 可以通过气体反吹, 液体反洗或气一液混洗的方式再生, 而使具基本恢愎到初始状态水平,如图二所示。因此定时反吹、反洗, 能大大延长多孔陶瓷过滤元件的使用寿命。
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3 多孔陶瓷过滤器
3.1 陶瓷过滤器的组装结构。
陶瓷滤器主要由多孔陶瓷过滤元件, 拉杆、花板和壳体组成。根据过滤元件的规格, 形状不同和过滤方式不同, 过滤器的组装结构主要有板式, 单管式和多管式等种, 其中多管式陶瓷过滤器应用较广。下图所示为多管式陶瓷过滤器中最常用的两种组装结构。
图三所示的烛形陶瓷过滤器安装较方便, 密封性好, 适用于安装小口径的陶瓷过滤元件, 过滤面积大, 可以达到20m 2。但该结构过滤元件抗机械冲击, 热冲击性能较差, 因此适用于低压液体过滤。
图四所示拉杆式陶瓷过滤器结构较复杂,但抗机械冲击, 热冲击性能好, 可适用各种介质过滤。
3.2 陶瓷过滤器过滤效率主要影响因素。
1) 过滤精度: 是指能够滤除流体介质中最小固体杂质颗粒的粒径大小, 单位Lm, 前面已经提过, 对于陶瓷过滤器来讲, 其过滤精度可达到0.1Lm。
影响陶瓷过滤器过滤精度主要因素是多孔陶瓷过滤元件的最大微孔直径。对于同一流体介质来讲, 孔径愈小, 则过滤精度愈高, 反之愈低。其次, 工作压力对过滤精度也有微弱影响。
一般来讲, 对液体介质, 其能过滤掉的杂质颗粒大小约为陶瓷过滤元件孔径的1/5 —1/10。对气体介质, 由于布朗运动在气体中比液体中活泼, 扩散捕捉作用增大, 其截留杂质颗粒大小约为过滤元件孔径的1/15—1/25。
2) 过滤速率Q: 既单位时间内通过陶瓷过滤器的流体介质质量, 单位m 3öh。由于多孔陶瓷的过滤是一种集惯性冲撞, 扩散和截留相结合的过滤方式, 因此, 流体介质的粘度、介质工作压力, 过滤元件本身的微孔性能等对其过滤速率都有较大影响。理论上讲:
Q ∝ A △PEnKD r6/L G
上式中A —过滤器过滤面积, △P—过滤器进出口工作压差, E—过滤元件孔隙率。n—指数(2—4) , K—透气系数,D—过滤元件微孔直径,L —过滤元件厚度, G—流体介质粘度。可以看出, 多孔陶瓷孔径愈大, 孔隙率愈高, 工作压差愈大, 则流量愈大, 而随着多孔陶瓷壁厚增加, 粘度增大, 流量迅速减小。
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