利用浸塑钢板网过滤器的很少见。常见的是常温和高温,采用统计模型预测了常温下的过滤效率、滤饼厚度、滤饼孔隙率,并通过孔隙率的变化计算滤饼的压降,此模型基于粒径和粒子沉积位置的随机分布,得出以下结论:滤饼沉积效率取决于平均粒径与过滤介质平均孔径之比。随着滤饼厚度的增加,滤饼平均孔隙率降低;随着平均粒径的降低,压降升高。这是采用了二维计算机模拟模型,描述了粒子在过滤介质之内的渗透过程、过滤介质的堵塞以及过滤介质外滤饼的增长过程。相应的压降以及洁净气体内的杂质粒子数量相对时间的函数,与所得的实验数据相当吻合。
综合上述两种模型,创建了一个计算机模拟实验过程。选择平行或交叉等间距排列的圆柱体表征过滤介质,选择颗粒向过滤介质运动时经过的控制表面,在颗粒控制表面采用随机函数安排颗粒运动的初始位置,然后确定颗粒的运动状态,判断颗粒是否被捕集或逃离过滤介质。最后根据颗粒的运动状态,由时间函数给出捕集效率、沉积状态等。
低温下的过滤过程与常温或高温过程的不同之处主要是低温下固体容易结块,以及由于漏热导致的流动不稳定性而造成的过滤沉积不稳定。从而影响滤饼厚度、滤饼孔隙率以及压降的计算,导致偏差。
综合上述三种模型,有以下需要改进之处:
(1)随机函数的改进。随机函数主要用于确定孔隙分布、粒径分布以及粒子沉降的位置。考虑到固体结块的影响,固体粒子的粒径分布不再符合正态分布等,粒子沉降的位置也有差别。
(2)沉积的不稳定性。沉积主要与时间函数有关。若流动随时问不稳定,则沉积状态与捕集效率随时问的变化与常温或高温下均有不同。另外,对于低温下的过滤。一般情况下的过滤机制如拦截、碰撞、重力沉淀、扩散和静电沉积等还需要重新考虑。此项内容有待于进一步的理论和实验研究。总结钢板网过滤技术具有高强度、高效率、适用范围广、易于清洗再生、使用寿命长等特点。我公司生产的钢板网过滤器名义精度为0.5m,可以用于太空中的液氦纯化。提出了钢板网过滤及再生方案。改进模型的优越性将在后续试验中予以论证。