冒泡试验原理与过滤精度VIP免费

2003年第7期产业用纺织品l5冒泡试验与过滤精度戴天翼(新乡市东风过滤技术有限公司，新乡,453002)摘要-冒泡试验法是评定滤材及其成品滤芯质量的一种方法。本文介绍了冒泡试验的原理和方法，用冒泡试验测得的滤材孔径与过滤精度间的关系，冒泡试验在滤芯完整度和理化特性试验评定中的作用。关键词：过滤材料，冒泡试验，孔径，过滤精度，测试方法中图分类号：TQ028．53文献标识码：A文章编号：1004—7093(2003)07—0015—051冒泡试验原理及应用冒泡试验可以测定孔隙性材料及其制品的孔隙尺寸，各种过滤材料及其成品滤芯都采用冒泡试验法评定质量。在被测定的面积范围内，可以提供最大孔径和平均孔径，还能测定滤材正常孔径以外的破损洞及制造缺陷(不完整度)尺寸。该试验也称作孔隙度试验或滤芯完整度试验。1．1试验原理冒泡试验是以毛细管压力的物理现象为基础的一种试验。当试验液浸湿且充满滤材纤维间空隙时，由另一端充人洁净空气，气体取代孔中液体时的瞬间，测量其取代过程所需压力。若与该压力相对抗的液体表面张力(包含液面高度)与其相等，就能合理地表征孔的尺寸。1．2微孔孔径模型及孔径计算图1所示微孔孔径模型说明，当气泡与孔周边界分离前一瞬间可把量F。和视作平衡。F。起因于孔内压力，作用在气泡或孔的垂直面上；总压力由分布在孔周边上的液体表面张力和液面高度产生。F。和的矢量处于平衡状态：F。=F，两种力可按圆形孔分析：收稿151期：2003—04—05作者简介：戴天翼，男。1938年生，高级工程师。原任航空工业总公司颗粒度计量测试站站长，现在东风过滤技术有限公司从事过滤技术的测试设备设计与研究。F。==P仃等式中：P_压力；——孔面积；孔径。FL=ScosOL=ScosO~rD(2)式中：S_与气体接触的液体表面张力；—一液体相对于孔壁的前置接触角；一孔的周边(也可用孔径D表示)。由矢量方程可表示为：P仃D—2=ScosOrrD斗解上述方程，其圆形孔直径为：D：4下Scos0(3)=—_(3)图1微-tL-tL径模型维普资讯http://www.cqvip.com16产业用纺织品第21卷总第154期如果试验液为异丙醇，则接触角为零，公式简化为：D：4S(4)1．3计算实例用图2所示的试验装置可对滤材或滤芯进行冒泡试验，并计算得出孔径。图2滤材及滤芯的冒泡试验原理试验中的冒泡点是指空气压力顶开微孔中液体并呈泡状溢出孔口时的压力。当试验开始冒出第一个气泡时，有可能是恒定气泡，稳定在一个压力点上，该压力称为最小冒泡压力或称第一冒泡点，第一冒泡点所对应的孔径为最大孔隙尺寸或称最大孔径。该最大孔径不一定是滤材本身实际孔结构，也可能是工艺过程的疵点，因此第一冒泡点不能代表多数孔径，但可用于检验滤材疵点或滤芯不完整度。例如，测得某滤材的第一冒泡压力为1200Pa，求滤材孔径。试验液异丙醇20℃时的表面张力为0．0217N／m。按公式(4)计算：D：×10：72(m)1200P—fa)⋯一、⋯冒泡试验并不能评定过滤材料阻截的最大颗粒尺寸。人们希望一个过滤器能滞留所有大于最大孔径的颗粒，但是因为孔隙形状的不规则和与过滤过程有关的其他种种现象，相同孔隙但材质不同的许多过滤器会滞留比最大孔隙尺寸小得多的颗粒。测定某一孔隙尺寸滤材的滞留颗粒尺寸及滞留百分比的方法较为繁琐，如玻璃微珠通过法(检查最大颗粒)，单次通过法或多次通过法(计算某尺寸颗粒通过百分比)。2过滤机理和过滤精度深型滤材孔隙道的形状多样，图3是深型滤材切片放大照片。从纵断面可以了解，孔径尺寸取决于孔道最狭窄处的位置、孔道弯曲状态和粗细不规则情况。孔道形状是过滤效应的基础。图3深型滤材纵断面结构2．1过滤机理深型滤材的过滤效应并非是孔径尺寸拦截。图4是颗粒通过滤材时被阻截的示意图，表示了颗粒被阻截的5种方式：重力吸附、静电吸附、布朗运动吸附、惯性撞击吸附和网孔直接拦截。深型滤材过滤时因为有良好的吸附效果，其过滤效果要比单面滤材(编织网)好。深型孔复杂的孔道形状造成了上述几种吸附效应，这是单面滤材所没有的，所以单面滤材过滤特性不佳，单靠网孔阻截，易堵塞，使用寿命短。深型滤材过滤时有可能出现以下现象：①比孔径尺寸小的颗粒能被阻截在滤前；②比孔径尺寸大的颗粒能逃到下游(滤后)。2．2过滤...