《表1 现有聚结滤芯饱和度模型及所适用的滤材参数》

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《亲油型聚结滤芯饱和度预测模型研究》

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滤芯内液体含量通常采用饱和度进行表征，因此，如果能建立操作条件、滤材结构及液体物性等参数与饱和度之间的关系，将有助于进一步阐明聚结过滤机理，同时为滤芯结构设计及性能优化提供指导。然而，目前为止仅有四种模型可用于亲油型滤芯饱和预测[11-14]，如表1所示。Liew等[11]提供了一个相对简单的模型，该模型需根据稳态压降测量值进行计算，其所用实验滤材厚度及纤维直径较大，这与目前工业用聚结材料有明显差异。Raynor等[12]模型是基于0.05 m/s和0.25 m/s两种气速下，玻璃纤维滤芯对双（2-乙基己基）癸二酸酯和十六烷液滴的捕获结果而建立。然而，该模型仅适用于与其实验具有相似结构参数的滤芯，而这些滤芯在现代工业过滤系统中并不常用。Mead-Hunter等[13]使用两种油剂测定了多层亲油型玻璃纤维滤芯和不锈钢纤维滤芯的压降及饱和度，并将滤芯视为整体毛细管系统，由此根据修正Washburn方程[15-16]和毛细管半径与滤材物性参数之间关系[17]，给出了滤材内部液体毛细上升高度计算方法，而后利用几何关系即可对饱和度进行预测。然而，此模型是基于1～3层滤材的实验结果而建立的，当滤材层数增多或整体滤材饱和度分布发生变化时，预测结果可能会出现较大偏差[18]。即便如此，多项研究均表明在静止状态和动态下，毛细管理论可用于描述纤维滤材的润湿特性[16-20]。最近，Kolb等[14]提出了一种十分简洁的模型，饱和度是过滤气速的函数。但其中特征过滤气速只能通过实验来确定，且当滤材结构参数不同于其实验滤芯时，特征过滤气速的选取问题尚需深入探究。