熔噴濾芯是一個具有孔徑梯度的多孔介質(zhì)，在使用過程中流體方向和過濾方向以相互垂直為主, 以有利于提高濾芯的使用壽命。濾芯的過濾機理 是⑴：細小微粒隨流體流過過濾介質(zhì)，一旦微粒直徑大于多孔介質(zhì)的孔隙時,介質(zhì)對微粒起到阻截作用，稱為篩分效應。當微粒被阻截時，個別孔隙被阻塞，微粒之間相互不規(guī)則重疊，很快就形成“塵橋”結構，使稍大的孔徑變小，微粒通路迅速變小, 此現(xiàn)象稱為架橋,時間一長堆積微粒就形成濾餅。

以前通用的熔噴濾芯性能的考核指標都是使 用容垢量或者是使用壽命,但是這兩個考核指標在 實驗室的快速測試以及在測試方法上都不**。 由于每個濾芯的結構性能不完全相同，在測試過程 中其流過的水的總量肯定不相同，因此在實驗中可以用每個濾芯在實驗中所流過水的總量來作為該濾芯的通量或使用壽命的評價指標。每個濾芯都有其濾芯通量，且在測試前后肯定存在一個壓力差 （即壓降）。為了方便考核，設定用壓降**量來作為其主要的考核指標，設計了一個用來考核熔噴濾芯性能的測試系統(tǒng)如下圖;

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制作熔噴濾芯的原理是⑶，從一可拆換噴絲頭噴出PP纖維束，經(jīng)高熱空氣流載送，呈扇形狀纖維瀑布噴射，并由接收裝置上的接收輾連續(xù)不斷地纏繞而成型，其過濾層上的纖維為相反螺旋方向隔層交叉，以表面熔體接觸固體焊接，構成迷宮式過濾孔，高熱空氣流不僅對纖維起載送和保溫作用,而且對到達接收輻的纖維起到緊壓的作用，從而保證隔層纖維結點處有良好的熔焊效果。實驗用濾芯的生產(chǎn)設備是艾特環(huán)保設備有限公司自行研制的實驗設備。

熔噴PP纖維濾芯外形為一中空管體狀，濾芯管壁厚度即是過濾層厚度，過濾層由精濾層、中濾層和粗濾層組成。懸浮液從外圓表面進入,濾液從 內(nèi)圓表面流入中心集液腔，再引至芯外如下圖

為了更好地說明熔噴濾芯的結構性能,采用測試其每一過濾層的平均孔徑的方法來進行說明。 熔噴濾芯各過濾層的平均孔徑主要與熔噴纖維的直徑、熔噴時的接收距離以及各過濾層的層數(shù)相關。孔徑值的測試儀器是美國PMI公司的CEF- 1100-A1孔徑儀。熔噴濾芯的每個過濾層纖網(wǎng)的干濕曲線和孔徑分布見。在熔噴濾芯的3個 過濾層中精濾層的孔徑分布集中在孔徑值稍小的范圍內(nèi)，其平均孔徑值*小，中濾層平均孔徑值稍大，粗濾層的平均孔徑值**，符合熔噴濾芯具有孔徑梯度的構想。從各個過濾層的孔徑分布圖可以看出，每個過濾層的孔徑分布都近似符合正態(tài)分布。

在熔噴濾芯生產(chǎn)過程中，由于每一個過濾層與成型裝置的接觸情況不一樣，使得濾芯纖網(wǎng)的每個過濾層的結構也不一樣。是濾芯由內(nèi)至外各層纖網(wǎng)結構照片，由于濾芯纖網(wǎng)與芯棒直接 接觸，高溫熱空氣流在運動過程中使得接收芯棒的溫度也急劇升高，因此*內(nèi)層的纖網(wǎng)有黏合的趨勢 ；中間層的熔噴濾芯纖網(wǎng)沒有明顯的黏合現(xiàn)象，纖維與纖維之間形成雜亂的排列結構, 并且形成有效的孔隙結構；濾芯的* 外層纖網(wǎng)的結構也存在明顯的纖維黏合現(xiàn)象 ,這是由于在濾芯生產(chǎn)過程中，為了保證濾芯的成型性,在接收裝置中安裝了 一個壓輻裝置，壓輻與*外層不斷擠壓以及高溫熱空氣流的作用，使得*外層濾芯纖網(wǎng)結構有黏合現(xiàn)象出現(xiàn)。

結論

熔噴濾芯性能的考核指標很多,包括孔隙率、 容垢量、流量以及測試前后液體的濁度效率等指 標,而本研究自行設定了壓降**量作為濾芯性能 的考核指標。把壓降**量實驗數(shù)據(jù)通過Matlab 數(shù)學實驗方法進行直線擬合，可以擬合直線的斜率 作為該濾芯的壓降**量的實驗評價體系。對熔噴濾芯各過濾層平均孔徑測試說明，從精濾層、中濾層到粗濾層其平均孔徑逐漸變大，符合熔噴濾芯具有孔徑梯度的構想，各過濾層有其不同的結構。