Industria modernoaren garapenak gero eta eskakizun handiagoak ezarri dizkio esperimentazio, ikerketa eta ekoizpen inguruneari. Eskakizun hori lortzeko modu nagusia aire-iragazkiak aire girotuko sistemetan erabiltzea da. Horien artean, HEPA eta ULPA iragazkiak dira gela garbian sartzen diren hauts-partikulen aurkako azken babesa. Haien errendimendua zuzenean lotuta dago gela garbiaren mailarekin, eta horrek, aldi berean, prozesuan eta produktuaren kalitatean eragiten du. Beraz, esanguratsua da iragazkiari buruzko ikerketa esperimentala egitea. Bi iragazkien erresistentzia-errendimendua eta iragazketa-errendimendua haize-abiadura desberdinetan alderatu ziren, beira-zuntzezko iragazkiaren eta PTFE iragazkiaren iragazketa-eraginkortasuna neurtuz 0,3 μm, 0,5 μm, 1,0 μm-ko PAO partikuletarako. Emaitzek erakusten dute haize-abiadura oso faktore garrantzitsua dela HEPA aire-iragazkien iragazketa-eraginkortasunean eragiten duena. Zenbat eta haize-abiadura handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da iragazketa-eraginkortasuna, eta efektua nabarmenagoa da PTFE iragazkietan.
Gako-hitzak:HEPA aire-iragazkia; Erresistentzia-errendimendua; iragazketa-errendimendua; PTFE iragazki-papera; beira-zuntzezko iragazki-papera; beira-zuntzezko iragazkia.
CLC zenbakia: X964 Dokumentuaren identifikazio kodea: A
Zientzia eta teknologiaren etengabeko garapenarekin, industria-produktu modernoen ekoizpena eta modernizazioa gero eta eskakizun handiagoak bihurtu dira barneko airearen garbitasunari dagokionez. Bereziki, mikroelektronika, medikuntza, kimika, biologia, elikagaien prozesamendua eta beste industria batzuek miniaturizazioa behar dute. Zehaztasuna, purutasun handia, kalitate handia eta fidagarritasun handia barneko inguruneak, eta horrek gero eta eskakizun handiagoak ezartzen dizkio HEPA aire-iragazkiaren errendimenduari, beraz, nola fabrikatu HEPA iragazkia kontsumitzaileen eskaera asetzeko fabrikatzaileen premiazko behar bihurtu da. Konpondutako arazoetako bat [1-2]. Jakina da iragazkiaren erresistentzia-errendimendua eta iragazketa-eraginkortasuna bi adierazle garrantzitsu direla iragazkia ebaluatzeko. Lan honek HEPA aire-iragazkiaren iragazketa-errendimendua eta erresistentzia-errendimendua aztertzen saiatzen da iragazki-material desberdinen bidez [3], eta iragazki-material beraren egitura desberdinak. Iragazkiaren iragazketa-errendimenduak eta erresistentzia-propietateek oinarri teorikoa eskaintzen diote iragazki-fabrikatzaileari.
1 Proba-metodoaren analisia
HEPA aire-iragazkiak detektatzeko metodo asko daude, eta herrialde ezberdinek estandar desberdinak dituzte. 1956an, AEBetako Batzorde Militarrak USMIL-STD282 garatu zuen, HEPA aire-iragazkien proba-estandar bat, eta eraginkortasuna probatzeko DOP metodoa. 1965ean, BS3928 estandar britainiarra ezarri zen, eta eraginkortasuna detektatzeko sodio-gar metodoa erabili zen. 1973an, Europako Aireztapen Elkarteak Eurovent 4/4 estandarra garatu zuen, sodio-gar detekzio-metodoari jarraituz. Geroago, Ingurumen Probak eta Iragazkien Efizientzia Zientziarako Amerikako Elkarteak antzeko estandar sorta bat bildu zuen gomendatutako proba-metodoetarako, guztiak DOP kalibre zenbaketa-metodoa erabiliz. 1999an, Europak BSEN1822 estandarra ezarri zuen, partikula-tamaina gardenena (MPPS) erabiltzen duena iragazketa-eraginkortasuna detektatzeko [4]. Txinako detekzio-estandarrak sodio-gar metodoa hartzen du. Esperimentu honetan erabilitako HEPA aire-iragazkiaren errendimendua detektatzeko sistema AEBetako 52.2 estandarrean oinarrituta garatu da. Detekzio-metodoak kalibre zenbaketa-metodoa erabiltzen du, eta aerosolak PAO partikulak erabiltzen ditu.
1. 1 instrumentu nagusi
Esperimentu honek bi partikula-kontagailu erabiltzen ditu, sinpleak, erosoak, azkarrak eta intuitiboak direnak beste partikula-kontzentrazio-probak egiteko ekipoekin alderatuta [5]. Partikula-kontagailuaren abantaila gomendatuek pixkanaka beste metodo batzuk ordezkatzen dituzte eta partikula-kontzentraziorako proba-metodo nagusi bihurtzen dute. Partikula kopurua eta partikula-tamainaren banaketa (hau da, kontaketa) zenbatu ditzakete, eta horixe da esperimentu honen ekipamendu nagusia. Laginketa-emaria 28,6 LPM da, eta bere karbono gabeko huts-ponpak zarata txikia eta errendimendu egonkorra ditu. Aukera instalatuta badago, tenperatura eta hezetasuna, baita haizearen abiadura ere, neurtu daitezke eta iragazkia probatu.
Detekzio-sistemak PAO partikulak hauts gisa iragazteko erabiltzen dituen aerosolak erabiltzen ditu. Estatu Batuetan ekoitzitako TDA-5B modeloko aerosol-sorgailuak (Aerosol belaunaldiak) erabiltzen ditugu. Agerpen-tartea 500 – 65000 cfm (1 cfm = 28.6 LPM) da, eta kontzentrazioa 100 μg / L, 6500 cfm; 10 μg / L, 65000 cfm da.
1. 2 gela garbia
Esperimentuaren zehaztasuna hobetzeko, 10.000 mailako laborategia AEBetako 209C Arau Federalaren arabera diseinatu eta apaindu zen. Estaldura-zorua terrazoaren, higadura-erresistentziaren, zigilatze onaren, malgutasunaren eta eraikuntza konplexuaren abantailak dituena erabili da. Materiala epoxi laka da eta horma gela garbiko estaldura muntatuaz egina dago. Gela 220v-ko 2×40w-ko arazketa-6 lanpararekin hornituta dago eta argiztapenaren eta landa-ekipoen beharren arabera antolatuta dago. Gela garbiak 4 aire-irteera goiko eta 4 aire-itzulera-ataka ditu. Aire-dutxako gela ukipen-kontrol arrunt bakarrerako diseinatuta dago. Aire-dutxaren denbora 0-100s da, eta zirkulazio-aire-bolumen erregulagarriko edozein toberako haize-abiadura 20ms edo handiagoa da. Gela garbiaren azalera <50m2 denez eta langileak <5 pertsona direnez, irteera seguru bat dago gela garbirako. Hautatutako HEPA iragazkia GB01×4 da, aire-bolumena 1000m3/h da, eta iragazketa-eraginkortasuna 0,5μm edo handiagoa eta % 99,995ekoa da.
1. 3 lagin esperimental
Beira-zuntzezko iragazkiaren modeloak hauek dira: 610 (L) × 610 (A) × 150 (Z) mm, deflektore motakoa, 75 zimur, 610 (L) × 610 (A) × 90 (Z) mm-ko tamaina, 200 tolesturarekin, PTFE iragazkia 480 (L) × 480 (A) × 70 (Z) mm-koa, deflektorerik gabe, 100 zimurrekin.
2 Oinarrizko printzipioak
Proba-mahaiaren oinarrizko printzipioa haizagailua airera botatzea da. HEPA/UEPAk HEPA aire-iragazki bat ere baduenez, airea aire garbi bihurtu dela kontsidera daiteke probatutako HEPA/UEPAra iritsi aurretik. Gailuak PAO partikulak igortzen ditu hodira hautsa duen gasaren kontzentrazio nahi bat osatzeko eta laser partikula-kontagailu bat erabiltzen du partikula-kontzentrazioa zehazteko. Ondoren, hautsa duen gasa probatutako HEPA/UEPAtik igarotzen da, eta HEPA/UEPAk iragazitako aireko hauts-partikula kontzentrazioa ere neurtzen da laser partikula-kontagailu bat erabiliz, eta airearen hauts-kontzentrazioa iragazkiaren aurretik eta ondoren alderatzen da, horrela HEPA/UEPA zehazteko. Iragazkiaren errendimendua. Gainera, laginketa-zuloak iragazkiaren aurretik eta ondoren daude kokatuta, hurrenez hurren, eta haize-abiadura bakoitzaren erresistentzia probatzen da hemen mikro-presio-neurgailu inklinatu bat erabiliz.
3 iragazkien erresistentziaren errendimenduaren konparaketa
HEPAren erresistentzia-ezaugarria HEPAren ezaugarri garrantzitsuenetako bat da. Jendearen eskaeraren eraginkortasuna asetzeko premisaren pean, erresistentzia-ezaugarriak erabilera-kostuarekin lotuta daude, erresistentzia txikia da, energia-kontsumoa txikia da eta kostua aurrezten da. Hori dela eta, iragazkiaren erresistentzia-errendimendua kezkagarri bihurtu da. Adierazle garrantzitsuenetako bat.
Neurketa esperimentalen datuen arabera, beira-zuntzezko eta PTFE iragazkiko bi egitura-iragazki desberdinen batez besteko haize-abiaduraren eta iragazkiaren presio-diferentziaren arteko erlazioa lortzen da.Erlazioa 2. irudian ageri da:
Datu esperimentaletatik ikus daitekeenez, haizearen abiadura handitzen den heinean, iragazkiaren erresistentzia linealki handitzen da baxutik altuera, eta beira-zuntzezko bi iragazkien bi lerro zuzenak ia bat datoz. Erraz ikus daiteke iragazketa-haizearen abiadura 1 m/s denean, beira-zuntzezko iragazkiaren erresistentzia PTFE iragazkiarena baino lau aldiz handiagoa dela gutxi gorabehera.
Iragazkiaren azalera jakinda, aurpegiaren abiaduraren eta iragazkiaren presio-diferentziaren arteko erlazioa honako hau lor daiteke:
Datu esperimentaletatik ikus daiteke haizearen abiadura handitzen den heinean, iragazkiaren erresistentzia linealki handitzen dela baxutik altuera, eta beira-zuntzezko bi iragazkien bi lerro zuzenak ia bat datozela. Erraz ikus daiteke iragazketa-haizearen abiadura 1 m/s denean, beira-zuntzezko iragazkiaren erresistentzia PTFE iragazkiarena baino lau aldiz handiagoa dela gutxi gorabehera.
Iragazkiaren azalera jakinda, aurpegiaren abiaduraren eta iragazkiaren presio-diferentziaren arteko erlazioa honako hau lor daiteke:
Bi iragazki-iragazki moten gainazaleko abiaduraren eta bi iragazki-paperen iragazki-presioaren arteko aldea dela eta, 610×610×90 mm-ko zehaztapeneko iragazkiaren erresistentzia gainazaleko abiadura berean 610×-ko zehaztapena baino handiagoa da. 610 x 150 mm-ko iragazkiaren erresistentzia.
Hala ere, argi dago gainazaleko abiadura berean, beira-zuntzezko iragazkiaren erresistentzia PTFEarena baino handiagoa dela. Horrek erakusten du PTFE beira-zuntzezko iragazkia baino hobea dela erresistentzia-errendimenduari dagokionez. Beira-zuntzezko iragazkiaren eta PTFEren erresistentziaren ezaugarriak hobeto ulertzeko, esperimentu gehiago egin ziren. Bi iragazki-paperen erresistentzia zuzenean aztertuz iragazkiaren haize-abiadura aldatzen den heinean, emaitza esperimentalak behean erakusten dira:
Honek are gehiago berresten du aurreko ondorioa, hau da, beira-zuntzezko iragazki-paperaren erresistentzia PTFEarena baino handiagoa dela haize-abiadura beraren pean [6].
4 iragazkien errendimenduaren alderaketa
Baldintza esperimentalen arabera, iragazkiaren iragazketa-eraginkortasuna neurtu daiteke 0,3 μm, 0,5 μm eta 1,0 μm-ko partikula-tamaina duten partikulentzat haize-abiadura desberdinetan, eta honako taula hau lortzen da:
Jakina, bi beira-zuntzezko iragazkien iragazketa-eraginkortasuna % 100ekoa da 1,0 μm-ko partikulentzat haize-abiadura desberdinetan, eta 0,3 μm-ko eta 0,5 μm-ko partikulen iragazketa-eraginkortasuna gutxitzen da haize-abiadura handitzen den heinean. Ikus daiteke iragazkiaren iragazketa-eraginkortasuna partikula handientzat partikula txikiena baino handiagoa dela, eta 610×610×150 mm-ko iragazkiaren iragazketa-errendimendua 610×610×90 mm-ko zehaztapeneko iragazkiarena baino hobea dela.
Metodo bera erabiliz, 480×480×70 mm-ko PTFE iragazkiaren iragazketa-eraginkortasunaren eta haizearen abiaduraren arteko erlazioa erakusten duen grafiko bat lortzen da:
5. eta 6. irudiak alderatuta, 0,3 μm-ko eta 0,5 μm-ko partikula beirazko iragazkiaren iragazketa-efektua hobea da, batez ere 0,3 μm-ko hauts-kontraste efektuarentzat. Hiru partikulen iragazketa-efektua 1 μm-ko partikuletan % 100ekoa izan zen.
Beira-zuntzezko iragazkiaren eta PTFE iragazki materialaren iragazketa-errendimendua modu intuitiboagoan alderatzeko, iragazkiaren errendimendu-probak bi iragazki-paperetan egin ziren zuzenean, eta honako taula hau lortu zen:
Goiko grafikoa PTFE eta beira-zuntzezko iragazki-paperaren iragazketa-efektua 0,3 μm-ko partikuletan haize-abiadura desberdinetan neurtuz lortu da [7-8]. Argi dago PTFE iragazki-paperaren iragazketa-eraginkortasuna beira-zuntzezko iragazki-paperarena baino txikiagoa dela.
Iragazki-materialaren erresistentzia-propietateak eta iragazketa-propietateak kontuan hartuta, erraz ikus daiteke PTFE iragazki-materiala egokiagoa dela iragazki lodiak edo sub-HEPA iragazkiak egiteko, eta beira-zuntzezko iragazki-materiala egokiagoa dela HEPA edo ultra-HEPA iragazkiak egiteko.
5 Ondorioa
Iragazki-aplikazio desberdinen aukerak aztertzen dira PTFE iragazkien erresistentzia-propietateak eta iragazketa-propietateak beira-zuntzezko iragazkiekin alderatuz. Esperimentutik ondoriozta dezakegu haize-abiadura HEPA aire-iragazkiaren iragazketa-efektuan eragina duen faktore oso garrantzitsua dela. Zenbat eta haize-abiadura handiagoa izan, orduan eta iragazketa-eraginkortasuna txikiagoa, orduan eta nabarmenagoa da PTFE iragazkian duen eragina, eta, oro har, PTFE iragazkiak iragazketa-efektu txikiagoa du beira-zuntzezko iragazkiak baino, baina bere erresistentzia beira-zuntzezko iragazkiarena baino txikiagoa da. Hori dela eta, PTFE iragazki-materiala egokiagoa da iragazki lodi edo eraginkortasun azpi-handiko bat egiteko, eta beira-zuntzezko iragazki-materiala egokiagoa da iragazki eraginkorra edo ultra-eraginkorra ekoizteko. 610×610×150 mm-ko zehaztapenarekin beira-zuntzezko HEPA iragazkia 610×610×90 mm-ko beira-zuntzezko HEPA iragazkia baino txikiagoa da, eta iragazketa-errendimendua 610×610×90 mm-ko beira-zuntzezko HEPA iragazkia baino hobea da. Gaur egun, PTFE iragazki-material puruaren prezioa beira-zuntzezkoa baino handiagoa da. Hala ere, beira-zuntzarekin alderatuta, PTFEk tenperatura-erresistentzia, korrosio-erresistentzia eta hidrolisi-erresistentzia hobea du beira-zuntzak baino. Beraz, hainbat faktore hartu behar dira kontuan iragazkia ekoiztean. Konbinatu errendimendu teknikoa eta errendimendu ekonomikoa.
Erreferentziak:
[1]Liu Laihong, Wang Shihong. Aire-iragazkien garapena eta aplikazioa [J]•Iragazketa eta bereizketa, 2000, 10(4): 8-10.
[2] CN Davis aire-iragazkia [M], Huang Riguang-ek itzulia. Beijing: Atomic Energy Press, 1979.
[3] GB/T6165-1985 eraginkortasun handiko aire-iragazkiaren errendimendu-proba metodoa, transmitantzia eta erresistentzia [M]. Arauen Bulego Nazionala, 1985.
[4]Xing Songnian. Aire-iragazki eraginkor handiaren detekzio-metodoa eta aplikazio praktikoa[J]•Epidemia biobabesleen prebentziorako ekipamendua, 2005, 26(1): 29-31.
[5] Hochrainer. Partikula-kontagailuaren garapen gehiago
neurgailua PCS-2000 beira-zuntz [J]•Iragazkia Journal ofAerosolScience, 2000,31(1): 771-772.
[6]E. Weingartner, P. Haller, H. Burtscher etab. Presioa
Zuntz-iragazkien arteko tantaka [J] • Aerosol Zientzia, 1996, 27 (1): 639-640.
[7]Michael JM eta Clyde Orr. Iragazketa-printzipioak eta praktikak[M].
New York: MarcelDekkerInc, 1987•
[8] Zhang Guoquan. Aerosolen mekanika – hautsa kentzeko eta arazteko oinarri teorikoa [M] • Beijing: China Environmental Science Press, 1987.
Argitaratze data: 2019ko urtarrilaren 6a