184844. lajstromszámú szabadalom • Berendezés áramló gázok, különösen levegő sterilizáló szűrésére

184 844

15

áramló közeggel együtt mozgó szemcsék méreteinél nagyobbak.

A találmány szerinti megoldásnak ez a megoldás képezi az alapját. Ennek az állításnak érvényességét feltételezve, rendkívül kis méretű mechanikai 5 szennyeződés kiszűrésére van lehetőség. Kiindulunk az ún. egyenértékű átmérővel kialakított ülepedési sebesség képletéből:

Ebből az összefüggésből 20°C, 1000 kgm 3 sürű- j ségű levegő esetén

ws( = 3-10-5d5t adódik, ahol rí = dinamikus viszkozitás Q = a részecske sűrűsége g = nehézségi gyorsulás

Ez az összefüggés a légtisztítási technikában nem bizonyult érvényesnek, mert a részecskék átmérőinek megállapítására szolgáló lehetőségek, vagyis a '2 szürőfelületen összegyűjtött porminta szemcséinek vizsgálata turbulenciamentes áramlásban igen nagy szórású eredményekre és téves következtetésre vezetett.

A méréseket ennélfogva olyan membránszűrővel kellett végezni, amelynél a kiválasztott szemcserendszer a szűrőmembrán felületén helyezkedett el, így a mérettartomány meghatározásához sikeresen lehetett mikroszkopikus vizsgálatokat alkalmazni.

Tárgylemezként magát a membránt használtuk.

A fentebb már említett tétel ellenőrzésére különböző szálstruktúrából kialakított szűrőelemeket alkalmaztunk. Ezek az önmagukban ismert szűrőelemek többrétegű gyapotszűröktől a szintetikus szálakig terjedő anyagúak voltak. A szűrőképesség 35 elsősorban a szálak méretétől függ. A becslést a következő meggondolás támasztja alá:

Szűrőtérfogat = pórustérfogat -száltérfogat

„ „ .......... ( pórustérfogat\ ^

Szalterfogat = szuroterfogat 1-------------------- • 40

\ szuroterfogat /

Ha mármost

dF = szálátmérő

1 = a szűrőben lévő szálak hossza

A és B = a szűrőbetét hossza és szélessége L = a szűrőbetét vastagsága,

akkor a fenti összefüggésből adódik, hogy

^ ■ dF = A ■ B • L (1 —/?), ahol

ß = az alkalmazott szűrő pórustérfogatának hányadosával. A vizsgált esetek többségében ez a Béta érték nagyobb volt, mint 0,9. Egységnyi felületre vetítve, azaz ha A = B = 1,

1 =

4L(1-Æ

n

ál

Ha pedig az összes szálak felületösszegét 0F-fel jelöljük, az alábbi összefüggéshez jutunk:

Of = n ■ dF • 1

es

1

Of

dF

Ebből pedig az következik, hogy 0F

4L(l-fl

dF

Vagyis: a szűrőfelület arányos a szürcanyag sűrűségével és fordítottan arányos a szál átmérőjével. Figyelembevéve a szűrési effektus ismert, Langmuir-féle összefüggését, a szűrési együttható (eG) az alábbi összefüggés szerint határozható meg:

_i

eG = 100(1 - *e • 0F • eF), ahol

0F = az egyes szálakon kiülepedő szemcsék menynyiségére jellemző szám, ami lényegében a kiülepedés valószínűsége. Ennek értéke természetesen függ a föld vonzóerejétől, a szemcsék hőmozgásától, a szalrendszer szálközi méreteitől, valamint az esetleges elektromos, vagy mágneses térerősségtől.

Az irodalomból ismert Fridlander.féle modellkísérletekből származik az a megállapítás, hogy

>6

ahol: R„

25

30

£f = 6 • R,f • PCp + R(F ■

Reynolds szám a szálmérettel számolva

= Peclet szám a szálméretre vetítve dp, illetve dF a részecske, ill. szál egyenértékű átmérője.

A vizsgált mérettartományra, s az áramlásképre nehány jellemző egyszerűsítését bevezetve kapjuk:

dF - 10 pu; v = 3 m ■ sec-1, és így

dF•V 10-= 2;

v 15 • 106 dF = 0,l pu és v = 0,03 msec"1

eseten:

Rec

10'

3 • 10-2

15- 10~6

= 2-10-4

A Peclet-szám:

45

50

55

K =

■ v

D

, ahol D jelenti a diffúziós tényezőt.

Alkalmazható ennél a hasonlósági számnál az ún. Stokes-ellenállás összefüggése, amely szerint:

PcF =

3 • 7T • dp

dp • V

k-T

k-T

60

A diffúziós koefficines pedig: D = ,

3 • n ■ t] ■ dp

ahol: tj = a gáz sűrűsége

k = Boltzmann állandó T = abszolút hőmérséklet

Ha az így kapott értékekkel fejezzük ki az eF értékét, az alábbi összefüggéshez jutunk:

k T

3 • n ■ tj ■ dF • r

+

65

3