Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological Aspect of Assessment of Efficiency of Filtration Using Multi-Layer Materials

Mikołajczak Paweł, Szuszkiewicz Jarosław

Tribologia

|

2021

|

nr 2

37--44

EN

This study presents the results of testing for the efficiency and effectiveness of filtration using multi-layer filter materials, and briefly presents a new technology for manufacturing filter media using these materials. The first part of the article describes the causes of the formation of impurities in operating fluids and the tribological effects of their impact. The second part is dedicated to testing for filtration efficiency and effectiveness for different filter materials. The third part of the article briefly describes the technology for manufacturing filter media using efficient but difficult-to-form materials. The testing results showed significant differences in filtering efficiency and effectiveness between the cellulose samples and the samples of filter materials based on glass microfibre layers. All of the tested multi-layer materials allow filtration effectiveness of over 90% to be achieved over the entire range of impurity sizes included in the experiment. The results of a comparative test for pressure change during filtration also indicate that glass microfibre materials have a considerably longer operating life than cellulose materials. The time after which a sharp increase in pressure occurs (due to the filter layer being filled with impurities) is nearly four times longer for multi-layer materials than for cellulose materials. The methods for cutting, forming, and joining filter materials have been developed by the authors of this article.

PL

Celem pracy jest przedstawienie wyników badań skuteczności i efektywności filtracji z wykorzystaniem wielowarstwowych materiałów filtracyjnych oraz skrótowe zaprezentowanie nowej technologii wytwarzania przegród filtracyjnych z zastosowaniem tych materiałów. W pierwszej części artykułu opisano przyczyny powstawania zanieczyszczeń w płynach eksploatacyjnych i skutki tribologiczne ich oddziaływania. Cześć druga poświęcona jest badaniom skuteczności i efektywności filtracji dla różnych materiałów filtracyjnych. Trzecia część artykułu zawiera skrócony opis technologii wytwarzania przegród filtracyjnych z wykorzystaniem skutecznych, ale trudno formowalnych materiałów. Wyniki badań wykazały istotne różnice w skuteczności i efektywności filtrowania między próbkami celulozowymi a próbkami z materiałów filtracyjnych opartych na warstwach mikrowłókna szklanego. Wszystkie badane materiały wielowarstwowe pozwalają na osiągnięcie efektywności filtracji powyżej 90% w całym zakresie wielkości zanieczyszczeń uwzględnionych w eksperymencie. Również wyniki badania porównawczego na zmianę ciśnienia w czasie filtracji wskazują na znacznie dłuższą trwałość eksploatacyjną materiałów typu mikrowłókno szklane niż celulozowe. Czas, po którym następuje gwałtowny wzrost ciśnienia (spowodowany wypełnieniem warstwy filtracyjnej zanieczyszczeniami), jest prawie czterokrotnie dłuższy dla materiałów wielowarstwowych w porównaniu z celulozowymi. Przedstawione metody cięcia, kształtowania i łączenia materiałów filtracyjnych zostały zaprojektowane przez autorów niniejszego artykułu.

2

Filtration Properties of Nonwoven Structures with Superabsorbents for Respiratory Protective Devices

Brochocka A.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2017

|

Vol. 25, no. 3 (123)

62--67

EN

The paper presents a study of the protective and functional properties of nonwoven structures, such as penetration by solid and liquid aerosols, airflow resistance, and air moisture sorption capacity. Nonwovens were modified by the introduction of electrostatic charges in the structure of polymer fibers and by the addition of a superabsorbent polymeric (SAP) directly to the fiber-forming area in a melt-blown process. The resulting materials (outer nonwovens containing SAP of different grain sizes and filtering nonwovens with and without electrostatic charges) had varied morphological structures. The materials developed were characterised by high filtering efficiency at low airflow resistance and good moisture sorption ability. The study proved the possibility to apply nonwoven structures containing SAP in respiratory protective equipment used in harsh work environments at high temperature and relative humidity. The materials fabricated were found to improve hygienic comfort.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości ochronnych i użytkowych opracowanych zmodyfikowanych pojedynczych i złożonych struktur włókninowych w zakresie penetracji wobec aerozoli stałych i ciekłych, oporów przepływu powietrza oraz zdolności do sorpcji wilgoci z powietrza podczas pracy oddychania. Modyfikacja polegała na wprowadzeniu ładunków elektrostatycznych w strukturę włókien polimerowych oraz superabsorbentu polimerowego (SAP) bezpośrednio do strefy wytwarzania włókien polimerowych w procesie melt-blown. Wytworzono struktury włókninowe o różnej budowie morfologicznej w postaci: włóknin osłonowych zawierających SAP o różnej ziarnistości oraz włóknin filtracyjnych z ładunkiem i bez ładunku elektrostatycznego. Charakteryzowały się one dobrą skutecznością filtracji przy zachowaniu oporów przepływu powietrza na odpowiedni poziomie i dobrą zdolnością do gromadzenia wilgoci. Badania pokazują nowe aplikacje struktur włókninowych zawierających polimer SAP w sprzęcie ochrony układu oddechowego, w którym będą pełnić określone funkcje w ciężkich warunkach pracy tj. wysokich temperaturach i wilgotności względnej powietrza z ukierunkowaniem na poprawę komfortu higienicznego podczas użytkowania.

3

Efficiency of Electret Polycarbonate Nonwovens in Respiratory Protection Against Nanoparticles

Brochocka A.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 2

188--198

EN

Toxicological research on the influence of noxious nanoparticles on human health indicates the need to develop efficient protective devices. In particular, this concerns respiratory protective equipment employing filtration nonwovens. This paper presents a methodology for the improvement of the filtration efficiency of electret nonwovens against nanoparticles by enriching amorphous polycarbonate (PC) with additives of different electrostatic potentials. We introduced perlite granules (positive charge) and amber granules (negative charge) to the polymer stream in melt-blown technology. Filtration efficiency was assessed by a standard method using paraffin oil and sodium chloride aerosol, as well as by a non-standard method using NaCl nanoparticles. The experiments showed that strengthening the effects of electrostatic forces by the introduction of modifiers is a promising approach to improving the efficiency of electret nonwovens against nanoparticles.

4

Experiences with partial-flow filters to reduce the solid particle emissions from diesel engines

Mayer A., Czerwiński J., Comte P.

Silniki Spalinowe

|

2009

|

R. 48, nr 2

62-83

EN

Four of these Particulate Reduction Systems (PMS) were tested on a passenger car and one of them on a HDV. Expectation of the research team was that they would reach at least a PM-reduction of 30% under all realistic operating conditions. The standard German filter test procedure for PMS was performed but moreover, the response to various operating conditions was tested including worst case situations. Besides the legislated CO, NOx and PM exhaust-gas emissions, also the particle count and NO2 were measured. The best filtration efficiency with one PMS was indeed 63%. However, under critical but realistic conditions filtration of 3 of 4 PMS was measured substantially lower than the expected 30 %, depending on operating conditions and prior history, and could even completely fail. Scatter between repeated cycles was very large and results were not reproducible. Even worse, with all 4 PMS deposited soot, stored in these systems during light load operation was intermittently blown-off. Due to these stochastic phenomena the behaviour of these systems is hardly predictable. Furthermore the provision of NO2, through catalysis ahead of the filter or in the filter matrix, is inherent in these systems. Some of this secondary NO2 is emitted. Cost/benefit ratio is high compared to full-flow filters and Diesel engines equipped with partial-flow filters are inferior to SI engines regarding global warming potential. Based on these findings it is concluded that the sustainable performance of partial-flow filters is not yet determined.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań czterech systemów redukcji cząstek stałych (PMS - Particulate Reduction Systems) zamontowanych w samochodzie osobowym i ciężarowym. Oczekiwanym efektem badań była 30-procentowa redukcja emisji cząstek stałych w rzeczywistych warunkach ruchu. Badania przeprowadzono według niemieckiej procedury badawczej rozszerzonej o badania filtrów w zmiennych warunkach pracy silników. Wykonano pomiary limitowanych normą związków toksycznych (CO, NOx, PM), a także nielimitowanych - NO2 oraz liczby cząstek stałych. Największa zmierzona sprawność filtracji wynosiła 63%. Jednakże w rzeczywistych warunkach ruchu sprawność filtracji dla trzech, z czterech przebadanych, filtrów wynosiła znacznie mniej niż zakładane 30% i jednocześnie zależała od warunków użytkowania pojazdu. Różnice wyników między poszczególnymi pomiarami były znaczne i nie były reprezentatywne. Wszystkie badane konfiguracje systemów redukcji emisji cząstek stałych pozwalały na efektywną filtrację cząstek stałych na obciążeniach częściowych. Ponadto zmiany w stężeniu NO2 przed filtrem w stosunku do stężenia za filtrem są zgodne z przewidywaniami - występuje niewielka wtórna emisja tego związku za filtrem. Wskaźnik kosztów zastosowania filtra do korzyści ekologicznych jest wyższy dla filtrów o pełnym przepływie spalin w stosunku do filtrów o częściowym przepływie spalin, a jednocześnie większy jest również potencjał globalnego ocieplenia. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono konieczność dalszych badań w zakresie polepszenia właściwości filtrów o częściowym przepływie spalin.

5

Filtration partition model of the automotive filter

Wiśniewski D.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 4

603-612

PL

Opracowany w Instytucie Transportu Samochodowego nowy rozkład gęstości prawdopodobieństwa BW jest jednym z rozkładów najlepiej aproksymujących rozkład natężeń przepływu przez pory materiału filtracyjnego. Rozkład posiada dwa parametry o jednoznacznej interpretacji fizycznej. Parametry rozkładu prawdopodobieństwa BW dla rzeczywistych materiałów filtracyjnych można wyznaczyć kilkoma metodami na drodze doświadczalnej. Do estymacji parametrów rozkładu można wykorzystać np. automatyczne liczniki cząstek posiadające możliwość wyznaczania liczby cząstek w warunkach rozróżnialności znacznej ilości średnic cząstek, komputerowe analizatory obrazu mikroskopowego lub badanie próbki materiału filtracyjnego tzw. metodą pęcherzykową. Wykorzystując rozkład BW w symulacji komputerowej filtrów, jako elementów układów płynowych o zmieniającej się charakterystyce można z w sposób bardziej optymalny dobierać właściwości filtru dla konkretnego rozwiązania technicznego. Symulacja daje również możliwość wstępnej analizy wrażliwości zanieczyszczeniowej układu płynowego, pozwala na sterowanie poziomem zanieczyszczeń oraz wrażliwością układu. Estymacja parametrów rozkładu dla rzeczywistych materiałów filtracyjnych pozwala na klasyfikowanie materiałów pod względem ich właściwości filtracyjnych i w ślad za tym ich przydatności w różnych zastosowaniach.

EN

New BW probability density distribution, developed at the Motor Transport Institute, is one of the best approximations of the flow distribution through the filtration material pours. The distribution has two parameters of unequivocal physical interpretation. BW probability distribution parameters for the real filtration materials can be established using several experimental methods. To estimate distribution parameters, it is possible to use e.g. automatic particulate counters with the possibility to establish number of particulates in the conditions of recognisability of the significant amount of particulates' diameter; computer microscope picture analysers or testing filtration material sample with, so called bubble method. Using BW distribution in the filters' computer simulation as elements of the fluid systems with changeable characteristics, it is possible in more optimal way to select filter properties for a particular technical solution. Simulation allows also preliminary analysis of the polluting sensitivity of the fluid system, allows controlling the pollutants level and system sensitivity. Estimation of the distribution parameters for the real filtration materials allows classifying materials with respect to their filtration properties, thus their usefulness for various applications.