整個Y型過濾器的壓降由三部分組成:流體在純流體區(qū)的壓降、在Y型過濾器中的壓降以及在濾餅中的壓降。流體區(qū)的壓降變化很小,相對與其他兩項壓降損失相比所占比例小, Y型過濾器中的壓降符合達西定律:△P=δuμ/k
其中,△P為Y型過濾器內的總壓降,δ為Y型過濾器的厚度,u為Y型過濾器內的平均速度,μ為流體粘度,k為過濾介質滲透率。隨著濾餅的不斷形成,除了濾餅厚度增長外,孔隙率不斷減小,共同的作用結果使壓降快速升高。Y型過濾器壓降的影響因素具體分析如下:
1、Y型過濾器過濾速度
隨著過濾流速的增加,壓降增加的速度也逐漸加快。這是由于提高流速在過濾初始濾餅形成階段,會有更多的顆粒堵塞濾芯的孔隙,直到濾餅形成時壓降已經很高了。所以提高Y型過濾器過濾速度要以壓降的急劇升高為代價。
常溫下,濾速對燒結金屬絲網過濾效率的影響不大,隨著濾速的增加,燒結金屬絲網過濾效率略有提高。因此,適合于在高濾速下工作,濾速的增加不會帶來過濾效率的降低。
2、流體濃度
在同一流速下,流體濃度越大,壓差升高得越快。因為濃度的提高,在相同的過濾速度下,顆粒堵塞孔隙的幾率越大,造成過濾壓差增加變快。
3、流體溫度
對于Y型過濾器,壓降與過濾流體的溫度有關。溫度高時,由于熱脹冷縮,導致孔徑增大,壓降降低。
4、顆粒粒徑
對于粒徑越小的顆粒,壓降增長得越快,因為固體顆粒粒徑越小,越容易進入Y型過濾器內部,堵塞濾芯內的孔隙,過濾通道減小,導致過濾壓降升高。相反,粒徑較大的顆粒,越容易在濾芯表面形成架橋,而阻止小顆粒進入Y型過濾器內部形成絕對的堵塞。壓差增加得比較緩慢,有利于過濾過程的進行。
5、濾餅的可壓縮性
對于不可壓縮濾餅,壓降在過濾初始階段增加的比較快,之后隨著濾餅厚度的增加而線性增加。這是因為金屬絲網在過濾初始的濾餅形成階段,由于顆粒直接堵塞濾芯內部的孔隙,而導致壓差增長很快。在濾餅形成后,壓差的增長主要是由于濾餅的不斷增厚而導致的,所以增長速度變緩。對于可壓縮濾餅,壓降則呈指數增加,并很快達到最大允許壓降,而且循環(huán)周期非常短, 過濾器壽命也短。
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