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大型客机环控系统中高效空气过滤器过滤性能的研究

作　者: 尹维友
导　师: 刘俊杰; 蔡杰
学　校: 天津大学
专　业: 环境工程
关键词: 客舱再循环过滤器纳米颗粒过滤性能客舱环境客舱过滤器测试系统
分类号: V245.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

经济的迅猛发展,全世界人民生活水平的提高使得越来越多的人乘坐飞机旅行。然而,最近SARS、肺结核等疾病的在世界范围内的传播蔓延以及机场产生的纳米级颗粒物引起了全世界人民的恐慌。有许多研究表明:飞机旅行是传染病在世界范围内的传播的主要载体。飞机本身(如APU,飞机发动机)会释放出大量的超细颗粒物,超细颗粒物会进入人的肺部甚至血液中,从而严重影响人的生命健康。为此,一些研究机构(如美国普渡大学、中国天津大学建造环境研究室)正在探讨机舱环境革新性的技术以获得健康、安全的机舱环境。机舱中的回风高效过滤器是去除细菌、病毒、超细颗粒物的有效工具。本论文首先从过滤的基本理论入手,分析了机舱回风高效过滤器的过滤机理、结构、过滤性能的影响因素等,并且从理论上得出了最易穿透粒径随风量的变化趋势。参考EN1822标准搭建了机舱高效过滤器检测系统,采用计数法对机舱高效过滤器进行评价。同时,检测系统配备了世界领先的纳米颗粒分析仪即气溶胶发生与监测系统,纳米颗粒发生器及天津大学自主研制的固体颗粒发生器等。本论文还对机舱过滤器检测系统进行了标定(如流量传感器、压差传感器、气溶胶采样系统等),标定结果表明各项误差均在标准允许的范围内。搭建的机舱高效过滤器检测系统、机舱高效过滤器检测系统标定方法及纳米级颗粒物的检测方法等对后续研究具有重大的参考价值。过去人们一直关注高效过滤器对亚微米颗粒物的过滤性能,对于纳米级的颗粒过滤性能研究极少。因此本文着重研究了机舱过滤器对纳米级颗粒物的过滤性能,主要探讨了不同风量下机舱高效过滤器的过滤性能、机舱高效过滤器的容尘量、机舱高效过滤器风量与压差的关系以及纳米级气溶胶发生器的粒径分布。同时,本文还测量了道路、机场、室内、小区等地方的纳米级颗粒物的粒径分布。研究结果表明:机舱高效过滤器的过滤效率随着风量的增大而降低,同时风量的增大会导致最易穿透粒径向更小的粒径偏移,这种偏移与理论的预测是一致的。A机舱高效过滤器初代产品的最易穿透粒径在160纳米左右,二代产品(B产品)的最易穿透粒径在50纳米左右。道路尘的亚微米颗粒高于机场的亚微米颗粒,但是机场的纳米级颗粒物远高于道路的纳米级颗粒。本研究对于机舱高效过滤器评价方法的标准化及机舱高效过滤器的开发和优化具有一定的理论意义及实践意义。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-18
  1.1 课题研究背景  8-14
    1.1.1 机舱环境问题及颗粒物的来源、危害  8-14
    1.1.2 机舱内颗粒物的控制策略  14
  1.2 国内外的研究现状  14-15
    1.2.1 国外的研究现状  14-15
    1.2.2 国内的研究研究现状  15
  1.3 本课题的主要研究内容及研究意义  15-18
    1.3.1 本课题的主要研究内容  15-16
    1.3.2 本课题的主要研究意义  16-18
第二章纤维过滤机理及机舱高效过滤器特点  18-28
  2.1 高效纤维过滤机理  18-20
  2.2 适合机舱高效过滤器的评价方法  20-22
  2.3 机舱过滤材料的阻燃性的要求  22-23
  2.4 国外机舱高效过滤器性能分析  23-28
第三章机舱高效空气过滤器检测台的设计及标定  28-52
  3.1 EN1822 标准介绍  28-29
  3.2 机舱高效过滤器检验台的准确度影响因素分析  29-34
    3.2.1 尘源  29-31
    3.2.2 稀释系统  31-32
    3.2.3 管道断面的气溶胶均匀性  32-33
    3.2.4 流量计及压差传感器  33
    3.2.5 单台计数器或两台计数器  33-34
  3.3 机舱高效过滤器检测台的系统设计  34-44
    3.3.1 全效率机舱高效过滤器检测台的总体设计  34-35
    3.3.2 机舱高效过滤器检测台的动力设备的选择  35-37
    3.3.3 机舱高效过滤器检测台流量及压差检测仪器的选择  37-38
    3.3.4 机舱高效过滤器检测台发尘器的选择  38-42
    3.3.5 机舱高效过滤器检测台等动力采样头的选择  42
    3.3.6 机舱高效过滤器检测台计数器的选择  42-44
  3.4 机舱高效过滤器检测台的标定  44-52
    3.4.1 喷嘴流量计的标定  44-47
    3.4.2 压力传感器的标定  47-48
    3.4.3 管道断面速度的均匀性  48-49
    3.4.4 管道断面气溶胶的均匀性  49-50
    3.4.5 检测系统的0 效率及100%效率  50-51
    3.4.6 计数器的零校验  51-52
第四章机舱高效空气过滤器检测实验结果分析与误差分析  52-74
  4.1 机舱高效过滤器过滤性能的实验结果分析  52-69
    4.1.1 不同风量下纳米级颗粒物对机舱高效过滤器过滤性能的影响  52-57
    4.1.2 机舱高效过滤器的容尘量实验  57-59
    4.1.3 机舱高效过滤器飞行时间与容尘量  59-61
    4.1.4 机舱高效过滤器风量与压差的关系  61-63
    4.1.5 测试尘的种类对机舱高效过滤器过滤性能的研究  63-66
    4.1.6 两种机舱过滤器效率、阻力损失的理论值与实测值  66-69
  4.2 系统的测试误差分析  69-74
    4.2.1 系统误差  69-72
    4.2.2 随机误差  72-74
第五章结论与展望  74-76
  5.1 结论  74
  5.2 展望  74-76
参考文献  76-80
发表论文及科研状况说明  80-82
致谢  82

大型客机环控系统中高效空气过滤器过滤性能的研究

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