整个Y型过滤器的压降由三部分组成:流体在纯流体区的压降、在Y型过滤器中的压降以及在滤饼中的压降。流体区的压降变化很小,相对与其他两项压降损失相比所占比例小, Y型过滤器中的压降符合达西定律:△P=δuμ/k
其中,△P为Y型过滤器内的总压降,δ为Y型过滤器的厚度,u为Y型过滤器内的平均速度,μ为流体粘度,k为过滤介质渗透率。随着滤饼的不断形成,除了滤饼厚度增长外,孔隙率不断减小,共同的作用结果使压降快速升高。Y型过滤器压降的影响因素具体分析如下:
1、Y型过滤器过滤速度
随着过滤流速的增加,压降增加的速度也逐渐加快。这是由于提高流速在过滤初始滤饼形成阶段,会有更多的颗粒堵塞滤芯的孔隙,直到滤饼形成时压降已经很高了。所以提高Y型过滤器过滤速度要以压降的急剧升高为代价。
常温下,滤速对烧结金属丝网过滤效率的影响不大,随着滤速的增加,烧结金属丝网过滤效率略有提高。因此,适合于在高滤速下工作,滤速的增加不会带来过滤效率的降低。
2、流体浓度
在同一流速下,流体浓度越大,压差升高得越快。因为浓度的提高,在相同的过滤速度下,颗粒堵塞孔隙的几率越大,造成过滤压差增加变快。
3、流体温度
对于Y型过滤器,压降与过滤流体的温度有关。温度高时,由于热胀冷缩,导致孔径增大,压降降低。
4、颗粒粒径
对于粒径越小的颗粒,压降增长得越快,因为固体颗粒粒径越小,越容易进入Y型过滤器内部,堵塞滤芯内的孔隙,过滤通道减小,导致过滤压降升高。相反,粒径较大的颗粒,越容易在滤芯表面形成架桥,而阻止小颗粒进入Y型过滤器内部形成绝对的堵塞。压差增加得比较缓慢,有利于过滤过程的进行。
5、滤饼的可压缩性
对于不可压缩滤饼,压降在过滤初始阶段增加的比较快,之后随着滤饼厚度的增加而线性增加。这是因为金属丝网在过滤初始的滤饼形成阶段,由于颗粒直接堵塞滤芯内部的孔隙,而导致压差增长很快。在滤饼形成后,压差的增长主要是由于滤饼的不断增厚而导致的,所以增长速度变缓。对于可压缩滤饼,压降则呈指数增加,并很快达到最大允许压降,而且循环周期非常短, 过滤器寿命也短。
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