金属纤维烧结毡过滤性能研究

摘要

核能作为一种清洁高效的能源形式近年来得到快速发展，然而随着核电的发展，放射性污染问题也成为了核能被大范围采用的制约因素。例如，在核设施发生严重事故时，将会产生大量的放射性物质，其主要形式包括放射性气溶胶、气态单质及有机物，这些放射性物质一旦释放到环境中将会对工作人员、周围环境及群众产生严重损害。一种有效的解决办法是通过高效过滤系统对放射性物质进行过滤，使其在达到国家规定的排放标准后再释放到环境中。其中对亚微米级气溶胶粒子的过滤是整个过滤过程中最重要的部分，在这一过程中选用性能优良的不锈钢金属纤维烧结毡作为过滤介质可以产生较好的过滤效果。
　　本文采用实验研究与数学模型计算相结合的方法，研究金属纤维烧结毡的过滤效率变化规律。实验选用四种不同过滤精度的金属纤维烧结毡进行对比实验，探究过滤风速、过滤精度、气溶胶粒子直径及气溶胶粒子浓度四个参数对过滤效率的影响规律;数学模型在参照纤维过滤理论及颗粒过滤理论的基础上将纤维过滤过程划分为内部过滤及表面过滤两部分，根据实验条件选用合适的经验公式对过滤效率进行计算，分析过滤效率变化规律，并对实验分析结果进行验证及理论支撑。
　　基于效率研究结果，本文进一步对金属纤维烧结毡的流动阻力变化特性及容尘性能进行实验研究。以烧结毡的流动阻力达到二倍初始流动阻力为实验终止条件，探究了这一过程中流动阻力的变化规律及与容尘质量的关系，并测量了各实验条件下的容尘量。实验结果显示，金属纤维烧结毡的容尘性能在风速为0.05m/s～0.15m/s时不随风速发生改变;过滤精度为3μm的金属纤维烧结毡较于其它烧结毡具有较好的过滤效果及容尘性能。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1研究背景

1．2国内外研究现状

1．2．1核电厂用金属纤维过滤系统研究现状

1．2．2金属纤维烧结毡应用现状

1．2．3纤维过滤理论研究现状

1．2．4流动阻力研究现状

1．3本文研究内容

第2章实验装置及实验内容

2．1实验装置

2．1．1载气系统

2．1．2气溶胶发生系统

2．1．3过滤元件

2．1．4采样和测量系统

2．2实验内容

2．2．1金属纤维烧结毡过滤效率实验

2．2．2金属纤维烧结毡容尘性能实验

2．3实验数据处理

2．3．1过滤效率的计算

2．3．2容尘量的计算

2．3．3误差分析

2．4本章小结

第3章金属纤维烧结毡过滤效率特性研究

3．1过滤风速对过滤效率的影响

3．2过滤精度对过滤效率的影响

3．3气溶胶浓度对过滤效率的影响

3．4气溶胶颗粒直径对过滤效率的影响

3．5本章小结

第4章金属纤维烧结毡过滤效率数学模型

4．1稳定过滤捕集效率的计算

4．2非稳定过滤捕集效率的计算

4．2．1内部捕集效率计算

4．2．2表面过滤捕集效率

4．3本章小结

第5章金属纤维烧结毡阻力特性及容尘性能研究

5．1流动阻力变化特性

5．1．1流动阻力随风速变化特性

5．1．2流动阻力随过滤精度变化特性

5．2容尘性能分析

5．2．1容尘性能变化特性

5．2．2各烧结毡容尘量对比

5．3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢