不同粉尘对空滤原始滤清效率的影响

马鹏杰

(航空工业过滤产品质量监督检测中心，河南新乡 453019)



不同粉尘对空滤原始滤清效率的影响

马鹏杰

(航空工业过滤产品质量监督检测中心，河南新乡 453019)

ISO5011:2014内燃机和压缩机空气进气清洁装置性能试验方法中使用的试验粉尘为ISO-12103-A2(细粒)和ISO-12103-A4(粗粒)。为适应国内的实际情况，在QC/T32-2006汽车用空气滤清器性能试验方法中增加了270目石英砂作为试验粉尘之一。为了探明亚利桑那试验粉尘ISO-12103-A2(细粒)、ISO-12103-A4(粗粒)和270目石英砂对空气滤清器原始滤清效率的影响，分别使用A2、A4和270目石英砂试验粉尘对3组同型号滤清器进行对比试验，并进一步分析，得出270目石英砂试验粉尘可以替代ISO-12103-A2(细粒)和ISO-12103-A4(粗粒)的结论。

试验粉尘；原始滤清效率；对比试验

0　引言

ISO-12103-A2(细粒)和ISO-12103-A4(粗粒)是由美国PTI公司生产的广泛应用于滤清器行业、电子行业的试验粉尘。因其价格昂贵会极大地提高试验成本，并且我国还将长期面临技术垄断，因此在我国机械行业、汽车行业制定的JB/T9747-2005、QC/T32-2006等标准中在等同采用ISO5011:2014的同时，都增加了国产270目石英砂作为试验粉尘之一。不同的粉尘是否会对试验结果产生影响？具体能有多大的影响？为了方便试验，文中从原始滤清效率的差异着手进行对比，通过数据进一步分析上述问题。

1　试验条件

除试验粉尘分别采用ISO-12103-A2(细粒)、ISO-12103-A4(粗粒)和270目石英砂外，其余试验环境、试验条件、步骤均以QC/T32-2006(等同ISO5011:2014)作为试验标准。为得到可信的试验结果，保证试验期间设备相同、人员相同、参数相同，在对比试验中保证试验粉尘为唯一变量。将A2、A4、270目石英砂试验分别编为L组、M组、N组。

空气滤清器原始滤清效率主要试验条件(L组、M组、N组均相同)：

(1)试验流量：513m3/h；

(2)试验介质：空气；

(3)试验环境：温度21 ℃，湿度40%；

(4)试验时间：6min；

(5)加灰浓度：1.0g/m3；

(6)加灰量：51.3g；

(7)被试过滤器：K型过滤器，已验证其产品重复性良好；

(8)试验设备：XP320031电子天平、KLT-4000空气滤清器综合性能试验台，见图1。

2　试验数据

2.1L组滤清器

(1)L组第一次试验采用ISO-12103-A2(细粒)，试验结果见表1。

表1　L组第一次试验结果　g

L组第一次试验的原始滤清效率为：

式中：η为原始滤清效率；Δm为总成增量；m为加灰量；下同。

(2)L组第二次试验采用ISO-12103-A2(细粒)，试验结果见表2。

表2　L组第二次试验结果　g

L组第二次试验的原始滤清效率为：

(3)L组试验原始滤清效率见表3。

表3　L组原始滤清效率　%

2.2M组滤清器

(1)M组第一次试验采用ISO-12103-A4(粗粒)，试验结果见表4。

表4　M组第一次试验结果　g

M组第一次试验的原始滤清效率为：

(2)M组第二次试验采用ISO-12103-A4(粗粒)，试验结果见表5。

表5　M组第二次试验结果　g

M组第二次试验的原始滤清效率为：

(3)M组试验原始滤清效率见表6。

表6　M组原始滤清效率　%

2.3N组滤清器

(1)N组第一次试验采用270目石英砂，试验结果见表7。

表7　N组第一次试验结果　g

(2)N组第二次试验采用270目石英砂，试验结果见表8。

表8　N组第二次试验　g

(3)N组试验原始滤清效率见表9。

表9　N组原始滤清效率　%

2.43组滤清器试验结果

表10　3组滤清器试验结果　%

3　对比分析

A2、A4粉尘和270目石英砂堆积密度对比和尺寸分布分别如表11—13所示。

表11　3种粉尘堆积密度对照表

表12　A2、A4粉尘粒子尺寸分布

表13　270目石英砂粒子尺寸分布

ISO-12103-A2、ISO-12103-A4和270目石英砂的化学成分基本相同，均由SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O等组成。由表11—13可知：3种粉尘的根本区别在于其粒子的尺寸分布不同。相对而言，A2粉含有较多10μm以下颗粒，尤其是其较小颗粒数量远远多余其他两种粉尘；A4粉则含有更多大颗粒；270目石英砂是经过筛孔筛选的，与A2、A4粉尘制造原理不同(A2、A4为喷磨法制造工艺)，因此基本杜绝了270目(53μm)以上颗粒存在。除了筛除大颗粒以外，由于270目石英砂没有经过喷磨法的进一步粉碎，因此基本保持了较原始的颗粒尺寸分布，大多数颗粒分布在5～40μm，相对而言其粒径分布较为居中。另外，因为尺寸分布的不同，对相同化学元素粉尘的堆积密度也产生了较大的影响。

4　结论

由3组原始滤清效率试验数据与粒子分布对比，可以看出粉尘粒径越大越有利于提高原始滤清效率试验的结果，但对于较高精度空气滤清器来说原始滤清效率提高效果有限。使用我国制定的JB/T9747-2005、QC/T32-2006等标准中用270目石英砂替代A2、A4粉尘的方法，对原始滤清效率的试验是可行的。用270目石英砂也准确地测出了过滤器的原始滤清效率。另外对于滤清器的全寿命效率和容尘能力试验，以JB/T9747-2005标准中270目石英砂为例，目前已在我国国内建立了替代粉尘试验标准，完全可以取代昂贵的A2、A4试验粉尘。

【1】ISO5011:2014内燃机和压缩机空气进气清洁装置性能-试验方法[S].

【2】QC/T32-2006汽车用空气滤清器性能试验方法[S].

【3】JB/T9747-2005内燃机空气滤清器 性能试验方法[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

马鹏杰(1989—)，男，工程师，本科，长期从事液压流体污染控制技术研究工作。E-mail:yywkfb@sina.com。

TU84.8+62

B

1674-1986(2016)07-086-03