飛機本身(如APU,飛機發(fā)動機)會釋放出大量的超細顆粒物,超細顆粒物會進入人的肺部甚至血液中,從而嚴重影響人的生命健康。為此,一些研究機構(如美國普渡大學、中國天津大學建造環(huán)境研究室)正在探討機艙環(huán)境革新性的技術以獲得健康、安全的機艙環(huán)境。機艙中的回風高效空氣過濾網(wǎng)是去除細菌、病毒、超細顆粒物的有效工具。

本文首先從過濾的基本理論入手,分析了機艙回風高效空氣過濾網(wǎng)的過濾機理、結構、過濾性能的影響因素等,并且從理論上得出了最易穿透粒徑隨風量的變化趨勢。參考EN1822標準搭建了機艙高效空氣過濾網(wǎng)檢測系統(tǒng),采用計數(shù)法對機艙高效空氣過濾網(wǎng)進行評價。同時,檢測系統(tǒng)配備了世界領先的納米顆粒分析儀即氣溶膠發(fā)生與監(jiān)測系統(tǒng),納米顆粒發(fā)生器及天津大學自主研制的固體顆粒發(fā)生器等。本論文還對機艙過濾器檢測系統(tǒng)進行了標定(如流量傳感器、壓差傳感器、氣溶膠采樣系統(tǒng)等),標定結果表明各項誤差均在標準允許的范圍內。

搭建的機艙高效空氣過濾網(wǎng)檢測系統(tǒng)、機艙高效空氣過濾網(wǎng)檢測系統(tǒng)標定方法及納米級顆粒物的檢測方法等對后續(xù)研究具有重大的參考價值。過去人們一直關注高效空氣過濾網(wǎng)對亞微米顆粒物的過濾性能,對于納米級的顆粒過濾性能研究極少。因此本文著重研究了機艙過濾器對納米級顆粒物的過濾性能,主要探討了不同風量下機艙高效空氣過濾網(wǎng)的過濾性能、機艙高效空氣過濾網(wǎng)的容塵量、機艙高效空氣過濾網(wǎng)風量與壓差的關系以及納米級氣溶膠發(fā)生器的粒徑分布。

同時,本文還測量了道路、機場、室內、小區(qū)等地方的納米級顆粒物的粒徑分布。研究結果表明:機艙高效空氣過濾網(wǎng)的過濾效率隨著風量的增大而降低,同時風量的增大會導致最易穿透粒徑向更小的粒徑偏移,這種偏移與理論的預測是一致的。A機艙高效空氣過濾網(wǎng)初代產品的最易穿透粒徑在160納米左右,二代產品(B產品)的最易穿透粒徑在50納米左右。道路塵的亞微米顆粒高于機場的亞微米顆粒,但是機場的納米級顆粒物遠高于道路的納米級顆粒。

本研究對于機艙高效空氣過濾網(wǎng)評價方法的標準化及機艙高效空氣過濾網(wǎng)的開發(fā)和優(yōu)化具有一定的理論意義及實踐意義。