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汽車空調濾清器粉塵過濾測試試驗流程

2019/04/28

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本部分規定了測試空調濾清器對進入駕乘室空氣中的污物(包括灰塵和花粉等)進行過濾的若干試驗方法。本部分以此在實驗室中評價或比較乘駕室空氣濾清器和濾芯的性能。通過測試可給出濾清器的下述信息:壓力降、分級過濾效率和儲灰量等。 
 
規范性引用文件
下列文件中的條款通過該標準的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本部分,然而,鼓勵根據本部分達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本部分。
ISO 12103-1:1997 道路車輛—濾清器評價用粉塵—第1部分:亞利桑那試驗粉塵
DIN EN 779:2002 一般通風用空氣過濾器—過濾性能的測定
DIN EN 1822-1:1998 高效空氣過濾器(HEPA與ULPA)—第1部分:分級、性能測試、標識。
 
試驗條件
1、空氣狀況
所吸入空氣的溫度必須為23°C±2°C,相對濕度為50%±3%。在測試濾清器的儲灰量G的整個實驗過程中,必須保持上述溫度和濕度條件。試驗條件的匯總見表C.2。
2、空氣潔凈
吸入裝置內的空氣必須經 EN 1822-1定義的至少H12級別的高效過濾器的過濾,而且在高效過濾器的前級需配置根據 EN 779 定義的 F7 或 F8 級別的中效過濾器。鑒于空氣的凈化要求和對試驗設備的保護,建議在排氣端安裝類似的裝置以捕獲穿透測試樣件的粉塵。
3、測試物
①、測試粉塵
測試粉塵使用 ISO 12103-1中定義的A2灰(細灰)或A4灰(粗灰)。試驗前對試驗粉塵應在105°C±5°C的條件下烘干4h后使用。
②、其他測試粉塵
針對特殊要求,也可采用其他測試粉塵/氣霧劑,如氯化鉀(KCl),單或多分散的乳膠球,植物花粉或其他粉塵等。在這種情況下,測試程序和試驗條件應由濾清器制造商和使用者商定。
 
測試設備
1、基本構造
為完成該測試所需的試驗裝備的一個結構布置范例見圖A.1至圖A.5。圖A.2中給出了主要部位的具體尺寸。這個裝置,至少從加灰部分到出風面采樣口,應該采用導電材料并接地?;驹瓌t是盡量減少粉塵粒子的損失。符合規范的試驗設備必須滿足第5章和表C.1、表C.2的要求。
2、氣流供給
供給氣流需按4.1.2準備。在氣流吸入裝置后端的管道中要求安裝流量調節裝置,調節范圍為150m3/h~680 m3/h。流量調節與濾清器上所加測試粉塵的量無關,并要求精確到±2%。要求從流量調節裝置之后的氣流輸送管道密封。當管道內外壓差達到500 Pa的情況下,所泄露的流量應小于100 l/min。氣流導向部件的尺寸可根據實際情況進行選擇。
3、測試通道
測試通道要求垂直布置。通過適當的措施,如添加導向板,確保氣流在橫向截面上均勻分布。圖A.2所示。
4、試驗加灰裝置
①、加灰裝置
選擇加灰裝置,使得根據4.2節選擇的測試粉塵均勻供給。在測試過程中,要求該加灰裝置不會改變測試粉塵原有的顆粒分布。
②、顆粒分布密度的稀釋裝置
測量分級過濾效率時,由于可能出現小顆粒粘合在一起從而被誤統計為大顆粒,因此通過配備一個如圖A.4所示的對不同大小的粒子具有選擇性的稀釋裝置來降低粉塵的顆粒的分布密度。該裝置安裝在計量設備后的粉塵供給管上,而且可代替在粒子計數器前的稀釋設備。做儲灰量試驗時,該稀釋裝置應關閉。
5、加灰
試驗粉塵要求如圖 A.2 所示那樣逆氣流方向導入。必須保證試驗灰被均勻地分布在測試通道中。測試通道必須采用導電材料,而吸入的氣流必須干燥并不含油類物質。
一旦通過5.6至5.9的檢測排除重要的采樣錯誤,鑒于測試粉塵在立體空間中已均勻一致,就可以驗證該測試系統的適用性。
6、采樣管
采樣管正對著空氣流向安裝??梢栽跍y試樣件的上下游分別安裝采樣管;或僅使用一個采樣管安裝在樣件的下游位置,分別對安裝了測試樣件和不裝測試樣件兩種情況進行測量。取樣時,要求采樣管內的氣流速度盡可能地與采樣管周圍的氣流速度一致(等速采樣)。其偏差應控制在±20%以內。如果在測試樣件的上下游各使用一采樣管,要求這兩個采樣管屬于同一規格型號,尤其需要滿足5.9節中的要求。采樣管必須位于管道截面的中心,而且與過濾器表面相距大約100 mm,若出現任何偏離,須經濾清器制造商和用戶商定,并在試驗報告中注明。
由于在濾清器上游和下游的粒子計數差異不是完全符合統計規律的(如系統誤差和不可重復性),因此需要建立起相應的校正因子,對實際的測試結果進行校驗。對于管道幾何尺寸出現大的偏差的,同樣需要進行校正。
7、連接管道
連接管道的布置要使因管道彎曲導致顆粒甩出或沉淀的粒子損失盡可能的小。這樣的損失尤其對大
顆粒試驗物在數量上有影響。所有管道在滿足輸送懸浮物條件下,應盡可能地短且采用導電材料并接地。
8、粒子計數器
粒子計數器要求測量幾何直徑為0.3 ?m~10 ?m或空氣動力學直徑為0.5 ?m~15 ?m的粒子,并將之劃分為至少六個等級。最后一級要求記錄所有大于10 ?m(幾何直徑)或15 ?m(動力學直徑)的粒子數。因此,可以選擇一款按照粒子的動力學直徑或對應的幾何直徑進行分類的粒子計數器。粒子計數器和分級設備需要采用專用的具有特定分布的粒子校驗,且每年至少校驗一次。所選擇的粒子計數器應在生產廠家的建議下使用。
每一類需要測試的特定尺寸的顆粒濃度與背景噪聲之間的頻度對比應大于50。 
 
9、用作分級過濾效率測試的懸浮物在立體空間的均勻分布
測試條件:
流量:300 m3/h;
相對濕度:50%;
溫度:23?C;
中空面板,其中空區域:200 mm×300 mm。
將上述中空區域等分為四個長方形區域。在該面板的中心上方以及四個等分矩形中心的上方分別至少測試五次顆粒的分布。要求在每一個確定的采樣位置,從每一特定尺寸的分級通道記錄的數值與平均值的偏差不應超過±5%。
上述調整表明,懸浮物供給穩定、分布均勻,從而保證了在測試樣件的中心點取樣代表性。
10、取樣口位置
取樣口位置如圖A.2所示。
11、壓差計
檢測壓差要求采用精密的測壓儀器,如經標定的電子壓力傳感器,要求誤差不超過±2%。
12、流量計
采用測試誤差不超過2%的流量檢測儀器。流量計的量程應不小于最大可能檢測流量的110%。
13、溫度檢測設備 
溫度的檢測精度應滿足試驗條件,即23?C±0.5?C(在儲灰量測試過程中,需要將安放測試設備的試驗室溫度控制在±2?C,見8.3節的注2)。
14、濕度計
相對濕度的檢測要求應符合50%±1%。
15、稱量設備
稱量測試樣件質量的天平精度要求達到±0.1 g。
 
測試裝置狀態確認
在開始濾清器的過濾試驗之前,需要按照表C.2對測試裝置進行狀態確認。為確認試驗裝置是否達到本標準的性能要求,須核對下列信息:
a)系統的的設計圖紙及具體文檔,包括:
1)粒子發生器;
2)內置顆粒物(可追溯);
3)粒子計數器的生產廠商、型號和校驗數據;若配備稀釋裝置,同樣需要上述信息。
b) 壓差檢測的校驗數據;
c) 流量檢測的校驗數據;
d) 溫度和濕度檢測的校驗數據;
e) 氣流在給灰口和測試元件之間段空間的均勻同質性;
f) 顆粒分布的均勻同質性;
g) 顆粒濃度規格的要求,重合計數不得超過 5%;
h) 比較樣件上游和下游顆粒濃度的測試數據,證明使用一個計數器或兩個計數器對結果沒有影響;
i) 數據證明,分級過濾器測試不會對濾清器儲灰量造成大的影響;
j) 濾清器試驗數據表明測試結果具有可重復性,如一些同質濾清器的測試序列或重復測試結果。
 
測試樣件準備
濾清器總成和濾芯在試驗中一律稱為測試樣件。樣件要求是新的和干燥的,而且在試驗前質量稱量精確到0.1 g。
對雙效過濾器的測試尚需按照試驗條件進行長時間的穩定或預處理,直至相鄰兩次的質量稱量沒有變化(見8.3節的注2)。
 
測試程序
1、確定流量——初始壓力降曲線
初始壓降曲線通常針對特定流量進行檢測,建議在額定流量的25%、50%、75%和%100處測量,也可由實驗室和使用者商定??偟膲毫悼鄢锌彰姘宓膲翰罴纯傻玫綔y試樣件兩端的壓力降。
2、確定額定流量下的分級過濾效率曲線
3、計算公式 
 
試驗程序
a)檢查粒子計數器零點平衡;
b)將測試樣件安裝在檢測設備上。注意邊緣的密封情況;
c)分別在測試樣件的上游和下游進行,各采樣三次并取平均值作為檢測結果。采樣的間隙時間需長到足夠清洗采樣系統和測試設備至少兩次。調節測試粉塵的濃度使得在每一次測試周期中,樣件兩端的壓力降增加不超過5%;
d)在試驗記錄中,記錄分級過濾效率測試前后的壓力降數值;
e)為避免粒子計數時的信號重迭,需要進行粉塵的稀釋。特定尺寸顆粒的稀釋因子需經實驗確認;
f)確認粒子尺度-分級過濾效率曲線并記錄。
4、確定濾清器的儲灰量及對應的終端分級過濾效率在某一確定流量,一定量的測試粉塵被引入測試通道。粉塵濃度必須保持在 75 mg/m3±3.75 mg/m3;
測試粉塵的稱量應精確到0.1 g。測試樣件在加灰前稱量一次,加灰到終止條件后再稱量一次;兩者的差額即為測試樣件的儲灰量??梢杂眉踊业筋A先設定的壓力降作為終止條件。然后確定該儲灰量下的阻力增量和分級過濾效率。
注:1. 沉積在測試樣件裝配平面或上游管道壁的粉塵允許不作處理,并在儲灰量的計算中不作考慮。
注:2. 若采用同樣的程序測試雙效過濾器,需要考慮空氣中的水蒸汽會被活性炭吸附或帶走活性炭中的水分。復
合材料所使用的化學物質、生產工藝等都會影響上述行為。因而,需要長時間地將測試樣件在試驗小室中穩定
或預處理,直至它的質量維持恒定,即質量的變動小于1 g。通常要求的預處理時間為1.5 h,可依據具體情況
調整。 

 


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