空气洁净工程100问（-）

  考试题——空气过滤
 

在每道题的A、B、C、D四个选择中，选择你认为正确或最接近正确的惟一答案。

题1 讨论过滤机理时，颗粒物被过滤介质阻截，主要机理有：
A. 惯性、扩散、筛阻
B. 惯性、重力、筛阻
C. 惯性、扩散、静电
D. 惯性、重力、静电
解释
从微观上考虑，颗粒物可能因其惯性和布朗运动（扩散）而偏离气流的流线，也可能因库仑力的作用而偏离流线，这些偏离使颗粒物更容易撞击障碍物（过滤介质），并被捕捉（过滤）。对绝大多数过滤器而言，过滤机理主要是惯性和扩散，当材料为永久带电荷的“驻极体”时，静电力也会起关键作用。因此，本题正确的答案是C。
在“网”或“筛”中，颗粒物是否通过，取决于孔的大小。空气过滤与筛子的原理无关。“筛阻”不属于过滤原理。因此，A、B不准确。
在针对大颗粒物的除尘装置中，重力可能扮演重要角色。而过滤器处理的是微米级和亚微米级颗粒物，讨论过滤原理时，颗粒物的重力几乎可以忽略不计。因此，重力不是重要过滤机理，D错误。
在传统过滤理论中，有一个与“惯性”和“扩散”并驾齐驱的“拦截”。拦截是数学推导中的极限情况：颗粒物严格沿流线运动，不受惯性力和扩散力的影响，颗粒物边缘也可能撞击障碍物。学术界有人建议在过滤机理中删除“拦截”，因为在有些理论推导中，讨论惯性和扩散时已经包含了那种极限情况。本题避开了学术上有争议的“拦截”。

题2 许多家用分体空调的进风口，有层塑料丝编织网，目数为25～60（每25mm长度上有25～60个孔）。也称过滤网。这层丝网阻挡灰尘主要靠的是：
A. 惯性
B. 扩散
C. 静电
D. 筛阻
解释
丝网只有一层，尽管粉尘的惯性和扩散在丝网挡灰的过程中可能起些作用，但作用很小。丝网阻截灰尘主要靠的是筛阻，即拦截尺寸大于网孔的颗粒物。室内存在大量纤维粉尘，丝网拦截那些纤维粉尘特别有效。正确答案D。

题3 讨论下列除尘产品的机理时，哪种产品不能忽略布朗运动：
A. 旋风除尘器
B. 静电过滤器
C. 洁净室末端过滤器
D. 湿法除尘装置

题4 玻璃纤维制成的过滤器，最重要的过滤机理是：
A. 惯性、扩散
B. 惯性、重力沉降
C. 扩散、静电
D. 筛阻，扩散
解释
    正确答案A。玻璃纤维上没有静电，C错误。惯性和筛阻不是玻璃纤维过滤材料的重要过滤机理，与A相比，B、D不可取。

题5 过滤压缩空气用的多孔陶瓷材料，平均孔径为50m，它的过滤效果为：
A. 阻挡全部50m以上的颗粒物
B. 对50m颗粒物过滤效率99.5%
C. 对5m以下颗粒物没有过滤效果
D. 孔径与被过滤颗粒物的尺寸没直接对应关系
解释
    “材料平均孔径”是检验某些材料透气性的一个指标，经常用于液体过滤材料、空气滤清器材料的性能测试，它与过滤效率没有直接对应关系。所以，正确答案是D。

题6 在玻璃纤维过滤材料中，粉尘与滤材的结合力主要为：
A. 万有引力
B. 范德瓦尔斯力
C. 氢键力
D. 库仑力
解释
当滤材不带电荷时，粉尘与滤材的结合力，主要是“范德瓦尔斯”力，也称“范德华”力。它是分子团与分子团间的一种微小引力。玻璃纤维不带电荷，因此，正确答案是B。
万有引力的作用比范德瓦尔斯力小得多，因此它不是粉尘与滤材的主要结合力。A错误。
氢键力是化学引力，过滤材料与颗粒物一般没有化学作用。C错误。
当过滤材料带电荷时，静电力（库仑力）可能起重要作用。本题说的是玻璃纤维滤材，它不带静电。因此，库仑力基本不出现。D错误。

题7 一般情况下，提高过滤风速，过滤器对0.5m粉尘的过滤效率会：
A. 提高
B. 降低
C. 无变化
D. 高效过滤器降低，其它过滤器提高
解释
在过滤器中，风速越高，颗粒物的惯性越大，撞击过滤材料的可能性越大。0.5m粉尘的扩散运动很小，主要是惯性运动。因此，正确的答案是A。
对于以扩散运动为主的小颗粒物，提高风速，气流在滤材中的滞留时间短了，颗粒物撞击滤材的几率就小了，因此过滤效率会降低。这与大颗粒物的规律正相反。

题8 能长久带电荷的电介质材料为“驻极体”。熔喷法生产的超细聚丙稀无纺布可以制成“驻极体”过滤材料。使用这种带静电的过滤材料时，提高过滤风速，过滤效率的变化趋势为：
A. 大颗粒效率降低，小颗粒效率提高
B. 大颗粒效率提高，小颗粒效率降低
C. 大小颗粒都降低
D. 大小颗粒都提高
解释
带静电的材料，存在电场，粉尘在电场中滞留时间的长短直接影响过滤效果。提高风速，粉尘在电场中滞留时间缩短，因此过滤效率降低。正确答案C。

题9 空调系统的风量不变，大气压力降低，过滤器的过滤效率变化趋势为：
A. 大颗粒效率降低，小颗粒效率提高
B. 大颗粒效率提高，小颗粒效率降低
C. 大小颗粒都降低
D. 大小颗粒都提高
解释
大气压力降低，空气粘性系数降低，颗粒物在空气中的行动更自由，颗粒物在惯性作用更强，布朗运动更自由，因此过滤器对大小颗粒物的过滤效率都提高。正确答案D。

题10 上海和昆明各有一套产量每小时1万标准立方米氧气的制氧机组，若将上海的原料空气过滤器搬到昆明，过滤器的阻力：
A. 降低
B. 提高
C. 不变
D. 不确定
解释
    昆明海拔高，气压低。与上海相比，在昆明生产同样重量氧气需要更多体积的原料空气。照理说，在昆明生产同样重量氧气，空压机需要大一号，过滤器也需要大一号，如果照搬上海的过滤器，将造成体积风量增大，过滤器阻力也就增加。正确答案B。

题11 温度提高，过滤器效率的变化趋势为：
A. 大颗粒效率降低，小颗粒效率提高
B. 大颗粒效率提高，小颗粒效率降低
C. 大小颗粒都降低
D. 大小颗粒都提高
解释
温度提高，空气粘性系数降低，颗粒物在空气中的行动更自由，过滤器对大小颗粒物的过滤效率都提高。正确答案D。

题12 提高粉尘浓度，过滤器效率的变化趋势为：
A. 降低
B. 提高
C. 不变
D. 不确定
解释
理论上讲，过滤效率与粉尘浓度无关。正确答案C。
许多时候，负责过滤器检测的实验员坚持认为过滤效率与粉尘浓度相关。那时由于他们的试验方法有缺陷。

题13 空气湿度由30%提高到80%，其它条件不变，过滤器效率的变化趋势为：
A. 降低
B. 提高
C. 不变
D. 不确定
解释
一般情况下，空气湿度与过滤效率无关。当湿度很大时，过滤材料表面可能出现一层水膜，此时粘接粉尘的范德瓦尔斯力增大，粉尘不容易脱离过滤材料，因此过滤器对大颗粒物的过滤效率可能有所提高。本题限定湿度为80%，此时材料表面没有水膜。正确答案C。

题14 空气湿度由30%提高到80%，其它条件不变，过滤器阻力的变化趋势为：
A. 降低
B. 提高
C. 不变
D. 不确定
解释
空气相对湿度变化再大，绝对湿度变化也不会很大。此外，水分子的多少对空气粘性系数影响很小。C正确，A、B错误。
但是，如果空气非常潮湿，致使过滤器带水，过滤器可能因材料变软而堵死，可能因过滤材料过于致密而被泥糊死，也可能水将灰尘运送到过滤材料下游。过滤器带水，过滤性能变化难以预料。但本题限定空气湿度80%，不可能出现过滤器带水现象。D错误。

题15 过滤器效率与粉尘尺寸有关，最难过滤粉尘的粒径称MPPS。当提高过滤风速50%，MPPS会：
A. 向小粒径方向漂移
B. 向大粒径方向漂移
C. 没有明显变化
D. 先向小粒径方向漂移，而后向大粒径方向漂移
解释
    提高风速，惯性作用增强，扩散作用减弱，效率曲线右端抬高，左端降低。因此，效率最低点向左漂移，即MPPS向小粒径方向漂移。正确答案A。

题16 根据传统定义，洁净室末端HEPA高效过滤器对0.3m颗粒物的过滤效率接近：
A. ≥97%
B. ≥99.7%
C. ≥99.97%
D. ≥99.997%
解释
最初的HEPA高效过滤器，对0.3m颗粒物过滤效率≥99.97%。曾有过各种试验方法，如DOP法、钠焰法、荧光素钠法、油雾法，但多数国家定义高效过滤器时，均规定99.97%为最低效率值（只有中国曾规定钠焰法99.9%为高效过滤器的最低效率值）。
答案A、B、D没有任何依据，答案C有历史依据。
值得说明的是，中国标准规定，“高效过滤器”的最低效率为钠焰法或油雾法99.9%，欧洲EN1822新标准中规定最低效率为MPPS法85%（H10）。为避免本题与中国标准和欧洲标准混淆，本题开头强调：“根据传统定义”。

题17 欧洲新标准EN1822定义的HEPA过滤器，最低一档MPPS效率为：
A. ≥85%
B. ≥95%
C. ≥99.5%
D. ≥99.95%
解释
H10的MPPS效率≥85%。那只有靠死记硬背。有个背的窍门：H1n～U1n中，n是9的位数，若干9后面加个5。例如H14有4个9，对应的MPPS效率为99.995%；U16是6个9加个5，99.99995%。H10是个例外，没9，效率为85%，这个数值得背下来。

题18 国家标准GB/T13554-1992定义，最低一档高效过滤器的效率为钠焰法或油雾法：
A. ≥99%
B. ≥99.9%
C. ≥99.97%
D. ≥99.99%
解释
中国标准就是这么定的，99.9%。今后的新版国家标准可能会改变高效过滤器的定义，因为市场上没有99.9%的过滤器。但日后新标准怎么定，现在看不出任何眉目。可能参照传统的99.97%，可能参照欧洲新版HEPA定义，也可能自己另搞一套。对于新标准中“高效过滤器”如何定义，所有学员都有建议权。