过滤精度

出处:按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第1736页(1638字)

过滤精度是表征滤油器精密程度的一项性能参数,是指滤油器(或过滤材料)能够有效滤除的最小颗粒的尺寸,包含有过滤效率和颗粒尺寸的概念。过滤精度是选择滤油器时首先要考虑的一个重要性能指标,它直接关系到系统油液所能达到的清洁度水平。

自滤油器使用以来,曾采用过各种评定过滤精度的方法,过滤精度的标称也不一致,其中采用较普遍的有名义过滤精度和绝对过滤精度。目前世界各国已普遍采用国际标准推荐的过滤比表示方法,并逐渐趋于统一。

(1)名义过滤精度

名义过滤精度最早是在第二次世界大战期间美国军工部门提出的,用微米表示,其评定方法(MILF5504A)为,在滤油器上游加入空气滤清器细试验粉尘(ACFTD),对名义精度为10μM的滤油器要求能够滤除98%(按重量计)10μM以上的颗粒。此后,一些滤油器制造厂仍沿用名义过滤精度,但评定方法和试验条件不尽相同,甚至没有确切的含意,以致给用户选用滤油器带来困难。为此,美国流体动力学会在技术术语中对名义过滤精度的定义为:一个由滤油器制造厂给定的微米值。可见名义精度并不反映滤油器的实际过滤性能。

(2)绝对过滤精度

绝对过滤精度指能够通过滤油器的最大球形颗粒的直径,以微米表示。例如,绝对精度为5μm的滤油器,能够通过的最大球形颗粒的尺寸为5μm。绝对过滤精度基本上反映过滤介质的最大孔口尺寸,或能够滤除的最小颗粒的尺寸。实际上油液中的颗粒污染物不都是球形,其形状一般是不规则的,对于扁长形颗粒,第二最大尺寸大于绝对精度值的颗粒仍有可能通过滤油器而到达下游。

(3)过滤比

过滤比评定法是美国俄克拉荷州立大学流体动力研究中心提出的,1981年被国际标准ISO4572“评定液压过滤器过滤性能的多次通过法”采纳,作为标称过滤精度的参数。

过滤比的定义如下:滤油器上游油液中大于某一给定尺寸的颗粒污染物浓度与下游油液中大于同一尺寸的颗粒污染物浓度之比,用β表示,即

式中 βr——对某一颗粒尺寸x(μm)的过滤比;

Nu——单位体积上游油液中大于尺寸x的颗粒数;

Nd——单位体积下游油液中大于尺寸x的颗粒数。

例如,滤油器上游和下游1mL油液中大于10μm的颗粒分别为10000和5000,则过滤比β10=2。

滤油器对不同尺寸颗粒的滤除能力是不同的,因而对不同尺寸颗粒的过滤比也不相同。图27.3-5为某滤油器过滤比与颗粒尺寸关系,由图可以看出,过滤比β值随着颗粒尺寸的增大而增高。因此,当用过滤比表示过滤精度时必须注明其对应的颗粒尺寸,如β5,或β10等。

过滤比可以很方便地变换为过滤效率,以颗粒数表示的过滤效率E(对于某一尺寸的颗粒)可用下式表达

过滤比与过滤效率的对应值如下:

从上表可看出,过滤比与过滤效率有确定的对应关系,但它比过滤效率具有更高的分辨力。与过滤效率0.990和0.995对应的过滤比为100和200,过滤效率相差甚微,而过滤比则相差1倍。

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