本科毕业论文---多级净化新风过滤性能研究正文.doc

毕业设计（论文）

多级净化新风过滤性能研究

学 院 机械工程学院
专 业 机械工程及自动化
班 级 2010级3班
学 号 1001100430
姓 名 曾博东
指导老师 胡映宁、王艳

二〇一四年六月二日

摘要
随着人们生活水平的提高，人们对环境污染的关注已经不仅仅局限于室外，室内环境的空气品质也已经成为人们关注的焦点。室内空气净化已经成为居家生活的主题之一。本文针对课题组自主研发制造的新风机，对不同工况下新风机的多级过滤净化效果和工作性能及特性进行测试分析，计算出新风机的净化效率和滤网阻力，通过对数据的分析，评价多级净化新风过滤的运行性能，并提出改进的措施。主要内容包括：
测试并且计算出不同材料、相同滤网材料下不同面积、相同滤网相同面积不同风量下新风机的过滤效率和滤网阻力特性，将所得的结果绘制成表格和曲线图。通过对计算结果进行比较，并结合空气净化过滤的相关理论，得出如下结论：1.HEPA除尘滤网、活性炭网、冷触媒网的放置顺序不影响空气净化的效率；2.活性炭网与冷触媒网对PM2.5和PM10没有过滤效果；3.相同风量下滤网的面积越大，新风机的过滤效果越好；4.相同面积下，风量越小，新风机的过滤效果越好；5.风量越小，滤网对空气的阻力越小；相同风量下滤网的面积越大，滤网对空气的阻力越小，损失的能量越少；6.滤网的面积越小、风机的风量越小，产生的噪音越小。7.滤网属于耗材，当积尘量达到一定程度后就会失效，应及时更换。

关键词：多级净化 新风过滤 净化效果 滤网阻力

Abstract
   With the improvement of people's living standards , attention to environmental protection has not only limited outdoor , indoor pollution is becoming the focus of attention . Air purification has become one of the themes of home life . In this paper, the research group of independent research and development of new wind turbine manufacturing , multi- stage filtration and purification efficiency and performance characteristics under different conditions to test new fan analysis , calculate a new fan and filter resistance purification efficiency through analysis of the data evaluate multi-level measures to improve operational performance of fresh air purifying filter and propose . The main contents include :
Test and calculating the different materials , different sizes , the same type of filter efficiency filter new wind turbine of the same size and the same resistance characteristics of the filter mesh material , the results obtained will be drawn into the tables and graphs . By comparing the calculated results, combined with air purification filter theory , the following conclusions : 1.HEPA dust filters, activated carbon mesh, placed the order does not affect the net cold catalyst efficiency air purification ; 2.activated carbon network and cold catalyst Network . PM2.5 and PM10 no filtering effect ; 3.greater the amount of wind the next three same area of ​​the screen , the better the filtering effect of the new fan; 4.in the same area , the smaller the amount of wind , the better the filtering effect of new fans ; 5.airflow the smaller the resistance of the air filter is smaller ; larger the area of ​​the filter the same air volume , the smaller the resistance to the air filter , the less energy loss ; 6.smaller area of ​​the screen , the more wind turbine is small, the noise generated decreases; 7.filters are consumable , when the dust reaches a certain extent it will fail , should be replaced.

Keywords : multi-stage purification；filter new air filtration；purifying effect；filter resistance
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2空气净化的发展和应用以及国内外研究现状 2
1.3课题的研究意义 4
1.4课题的研究内容 5
第二章 多级净化新风过滤理论及数据测试 6
2.1空气过滤的基本理论 6
2.2常用空气净化技术简介 7
2.21多层过滤除尘 7
2.22静电除尘 7
2.23光催化净化 8
2.3本实验过滤材料 8
2.31HEPA除尘网 8
2.32活性炭过滤网 8
2.33冷触媒过滤网 9
2.4实验器材介绍 10
2.5数据处理方法 14
第三章 实验项目、方案及结果 15
3.1测试滤网顺序对净化效果的影响 15
3.2测试每种材料对微尘的过滤效果 17
3.3测试不同面积下风量的变化 18
3.4测试滤网面积、风量与过滤效果的关系 20
3.5测试不同面积、不同风量下风机的噪声 21
第四章 实验结果分析 22
4.1滤网顺序与净化率关系分析 22
4.2不同过滤材料的净化效果分析 24
4.3滤材对风量的阻力的结果分析 25
4.4不同风量不同面积下滤材的过滤效果的结果分析 28
4.5声量与风机、滤网的关系分析 30
第五章 总结与展望 31
5.1总结 31
5.2改进 31
参考文献 33
致谢 35

35

第一章 绪论
1.1课题的研究背景
随着人们生活水平的提高，人们对环境污染的关注已经不仅仅局限于室外，室内环境的空气品质也已经成为人们关注的焦点。特别是在2012年北京、武汉、上海等地方爆发严重的雾霾天气之后，加上这些年室内装修产生的污染问题越来越严重，引起了人们对室内有机物、颗粒物污染，即室内空气品质（Indoor Air Quality）的重视。近些年的研究显示：颗粒物是对室内空气品质产生最严重影响的污染物。空气中的全部粉尘量称为“总悬浮颗粒”，其中只有粒径小于等于10μm的颗粒会进入人体的气管和肺部，称为“可吸入颗粒”，即PM10。如果将2.5μm以上的去掉，剩下的“可吸入颗粒”就是我们常说的PM2.5。颗粒物不见会进入人体对人类的健康产生危害，而且，由于室内装饰物、家具中含有的污染物，诸如铅、铬、镍等重金属会附着在颗粒物上，一起被吸入人体，对人体产生极大的危害。此外，据国内外有关研究报告表明，至今已发现室内污染物约有300多种，美国环保署(EPA)的统计显示：室内空气污染常常超出室外2-5倍[1]。
国内许多学者也对位于不同城市的住宅进行调查研究发现：住宅室内普遍存在不同程度的空气污染，主要污染物有甲醛、苯系物、氡及挥发性有机物(VOC)等，其中甲醛浓度超标比较普遍，最高都达到了71倍。如果人们长期在这些污染物超标状态下生活，轻则会出现咽喉不适或疼痛、嗜睡、头痛等，并可有轻度粘膜刺激症状，重则死亡。根据一些机构、专家检测发现，在室内空气中存在500多种挥发性有机物，其中致癌物质就有20多种，致病病毒200多种。危害较大的有：氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙烯等[2]。
事实证实，室内空气污染已成为危害人类健康的五大环境因素之首位;成为全世界各国共同关注的问题。研究表明，室内空气的污染程度要比室外空气严重2-5倍，在特殊情况下可达到100倍。世界卫生组织也将室内空气污染与高血压、胆固醇过高症以及肥胖症等共同列为人类健康的10大威胁。据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境污染已经引起35.7%的呼吸道疾病，22%的慢性肺病和15%的气管炎、支气管炎和肺癌[3]。当前，室内空气污染被认为是继煤烟型，光化学烟雾型污染后的第三大类污染[4]。
然而，在美国进行的一项调查表明，人们平均每天在室内度过的时间为总时间的88%，在汽车内的时间为7%，只有5%的时间是在室外度过的[5]。这样，在室内的环境里，人们可能短时间、间歇性地处于浓度较高的多种污染物之中，也可能长期、持续地处于低浓度的多种污染物之中，与室外污染相比，室内污染将对人们的健康产生更为重大的威胁和损害[6]。
这些都充分说明，与人们息息相关的住宅室内空气品质(IAQ)状况令人担忧，改善室内空气品质(IAQ)已“迫在眉睫” 。改善室内空气品质(IAQ)的措施很多，如：通风、使用绿色建材、空气负离子技术、室内植物净化、 室内空气过滤器、催化净化器、臭氧发生器等，针对所需去除污染物的种类，将各种技术进行了优化组合，从而达到良好的效果[7]。而其中最直接最有效的方法是向室内送新风，进行通风换气。

1.2空气净化的发展和应用以及国内外研究现状
历史上第一个空气净化器诞生在十六世纪，这是一个戴在脸上的面罩空气呼吸器，作用是通过面罩对使用者吸入的气体进行过滤，可以有效的隔绝空气中的各种烟雾，过滤各种有害粉尘颗粒等。到了18世纪，莱昂纳多•达•芬奇(LeonardodaV'mci)发现浸湿的精织布料可以保护水手，以避免他们吸入武器发射时产生的有毒粉末。1799年，采矿工程师AlexanderVOllHumboldt发明了一个呼吸保护器，在采矿过程中保护自己的呼吸系统。
到了19世纪，空气净化器在消防用途中的作用开始显现，在消防用途中空气净化器得到了良好发展。1823年，为了保护消防人员安全，将他们从烟雾、灰尘中隔离出来，两个科学家约翰和查尔斯•迪恩共同研发了一款新型防护装置，一经出现，就受到了消防人员的追捧。
到了1854年，约翰斯•滕豪斯发现木炭过滤网可以过滤出空气中的污染物质，污染空气经过填充了木炭的过滤网时，污染空气中的有害物质被吸附到木炭上，污染空气中的污染物含量降低，成为了洁净空气。二战期间，空气净化器设计取得了突破性进展，一种新型过滤网HEPA诞生。为了确保从事放射性研究的科学家身体健康，美国政府开发出了这种新型过滤器，它可以有效过滤空气中的有毒物质，为科学家隔离出一个安全洁净的环境。这项技术最终成功移植到空气净化器设计中，时至今日，依然是最高效的空气净化方式之一。随着时代发展，地球环境变迁，空气净化器设计理念不断转变。
到了20世纪晚期，人们越来越重视新的空气净化技术的研发，越来越多的空气污染问题得到解决。新一代的空气净化器可处理的污染种类增加，除了过滤空气中的灰尘、烟雾、花粉等杂质，还有明显的杀菌效果，进一步增强了空气的洁净度[8]。
在我国，上海交通大学研究了在自制反应舱中纳米TiO2对室内空气中甲醛的光催化降解反应的影响因素，比较了载体对TiO2光催化降解甲醛速率的影响，发现泡沫镍网最适合作为载体。分析了掺杂的影响，发现活性炭和纳米掺锑氧化锡(ATO)粉末的加入能明显提高甲醛光催化降解速率。研究了粘结剂时TiO2光催化作用的影响，水玻璃的加入能够提高降解速率。
清华大学以磷钨酸水溶液湿法浸渍表面修饰TiO2 制备了磷钨酸/二氧化钛复合催化剂,并进行了H2-TPR、 BET 比表面、TG-DTA、 FTIR、UV-vis 表征.以含甲醛丙酮的模拟污染空气,研究其在复合光催化剂作用下的光催化降解行为。提出了空气净化的新方法－纳米二氧化钛等离子放电催化空气净化技术，该技术式空气净化技术中最有前景德技术之一。进行了纳米二氧化钛等离子体放电催化降解甲醛的实验和杀灭芽孢杆菌的实验，取得了令人满意的结果。
山东大学对纳米光催化氧化技术的出现,对于室内污染物的降解提出了一种新的解决方案。使用P87LPC76X系列单片机,利用高效的纳米二氧化钛光催化剂粉末及其单分散水浆料技术,实现光催化空气净化器的专用控制系统,该净化器有4种工作模式:清新、净化、灭菌、再生[9]。
在国外，从20世纪60年代末期出现了关于室内空气质量问题的报道。国际学术团体从70年代末就经常性召开室内空气品质的国际学术会议。许多学者就室内空气品质对人体健康、舒适性、行为功能和效率等方面的影响、建筑物与空调系统对室内空气品质作用的评价进行了多学科、全方位的深入研究。对室内空气品质的定义、问题的起因、评价及改善的对策等问题，经过大量的研究编制了相应的国家标准[10]。
1.3课题的研究意义
多级净化新风过滤，通过高效HEPA除尘网可以滤除绝大部分的颗粒物，颗粒物是居住建筑室内环境的主要污染物[11]。活性炭网，选用优质的木材或椰子壳，通过深度活化和独特的孔径调节工艺，使活性炭有丰富的，且孔的大小略大于有毒气体，比表面积>1300平方米/克，对于苯，甲醛，氨气等有毒有害气体具有高效能吸附能力，可有效去除室内空气中的气态污染物及有害恶臭物质，进而达到降低污染、净化空气的目的。冷触媒网它不仅能催化甲醛与空气中的氧气发生反应，还能催化氨气、甲苯、二甲苯、硫化氢以及TVOC中多种有害气体等与氧气产生反应，生成水和二氧化碳[12]。
与传统的空气净化器相比，具有多级过滤新风净化的新风机有以下优点：
(1).空气净化器只能净化室内局部的空气，而新风机可以给室内送风，实现室内外的空气交换。
(2).在室内由于人的活动产生的废气如二氧化碳等污浊气体，可以通过新风系统排出室外，而空气净化器不能实现这点。
(3).如前所述，由于新风机能实现室内外的空气交换，故可以给室内提供充足的氧气等人体所需气体。
(4).空气净化器放置在室内，夜间工作时会产生一定的噪音，而新风机一般安装在室外或者地下室，不会对室内造成噪音影响。
(5).造价低廉、拆装方便、节能、净化效率高。
通过在实际环境中，对新风机的运行特性、过滤效果等进行研究测试，可以帮助人们更加科学直观地认识和理解多级过滤新风净化在实际环境运行中其性能变化的趋势，通过对比不同材料的过滤效果，相同材料不同厚度的过滤效果，以及在不同风量的情况下过滤效果的变化，过滤材料面积对过滤效果的影响等等，对过滤材料的选择，改变滤材的生产工艺，结合当地的空气、风量等环境情况，从而优化新风机中过滤材料的组合、提高新风机的工作效率。并且为预测室内颗粒污染物的变化趋势提供依据，最大限度地将污染物留在室外，提高室内的空气质量，保证人们的健康。为制造一个能够在普通群众家中广泛推广使用的新风机提供依据。
1.4课题的研究内容
（1）掌握空气过滤的基本原理和方法以及风机的工作原理。
（2）通过查阅资料了解多级过滤新风净化的研究现状，对多级过滤新风净化的过滤性能进行深入了解。
（3）通过在不同的条件下进行实验得出测试数据，得到不同材料、不同面积、不同风量下新风机的过滤效率和能耗特性，将所得的结果绘制成表格和曲线图。最终得出多级净化新风的过滤性能、运行特性的相关结论。
(4) 根据现有市场上的新风机以及课题研究得出的结论进行分析比较，对当前新风机的研究设计给出有用的建议，为制造廉价实用便于推广的新风机提供理论和实践依据。
第二章 多级净化新风过滤理论及数据测试

2.1空气过滤的基本理论
碰撞并粘住：空气中的微尘，有的随气流做惯性运动，有的做无规则的布朗运动，还有的受某些物理场力的作用而移动。当运动中的微粒碰撞到障碍物时，微粒会与障碍物表面存在的范德华力而使它们粘在一起。
过滤材料：对过滤材料的基本要求：首先要能有效地拦截尘埃粒子，其次又不能对气流产生过大的阻力。纤维材料杂乱交织的纤维对粉尘产生无数道屏障，纤维间宽阔的空间能让气流顺利通过，是很好的过滤材料。
惯性原理：大粒子在气流中做惯性运动，气流遇到屏障会绕过去，而粒子因为惯性保持原来的方向撞到屏障上，从而达到过滤的效果，粒子越大，惯性越大，撞击屏障的可能性越大，过滤效果越好。
扩散原理：较小的粒子做的是无规则的布朗运动。粒子越小，无规则运动越激烈，撞击屏障的机会越大，过滤效果越好。
影响除尘效率的因素：由惯性原理和和扩散原理可知，大粒子受惯性作用明显，小粒子做无规则碰撞明显，故存在大小两个区间使得粒子的过滤效果都不错，而对于那些不大不小的粒子，是最难过滤的，通常其粒子直径在0.1-0.3微米之间。
滤网阻力：气流在绕过纤维的过程中遇到阻力，所有纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。过滤器的阻力随着气流量的增大而提高，因此增大滤材面积可以降低气流穿越材料的相对风速，从而减小过滤器的阻力。
过滤效率：空气过滤器的“过滤效率”是指被捕捉的粉尘量与原空气含尘量之比：过滤效率=过滤器捕捉粉尘量/上游空气含尘量=1-下游空气含尘量/上游空气含尘量。在本文的实验中，过滤效率=1-出风口含尘量/进风口含尘量。
过滤器的寿命：当材料上的尘埃越积越多，阻力越来越大，当阻力达到设计所不允许的程度时，过滤器就报废了，这个过程的时间即过滤器的寿命。
颗粒物的分类：
空气中的全部粉尘量称为“总悬浮颗粒”，其中只有粒径小于等于10的颗粒会进入人体的气管和肺部，称为“可吸入颗粒”，即PM10。如果将2.5以上的去掉，剩下的“可吸入颗粒”就是我们常说的PM2.5。在室内空气中，小颗粒物数量远大于大颗粒物[13]。
2.2常用空气净化技术简介
2.21多层过滤除尘
净化器中的一般通风用过滤器，气流穿过滤材的速度在0.13～1.0m/s范围内，阻力与风量不再是线性关系，而是一条上扬的弧线，风量增加30%，阻力可能会增加50%，过滤器能捕捉任何形式的颗粒物，包括液滴。过滤材料一般呈多孔状，多少有些消声作用。过滤器对气流产生阻力，有某些均流作用。密度越高的过滤器滤除的尘埃颗粒直径越小，净化效果越好，但会产生很强的阻力，降低风速，影响净化效率，因而单靠过滤网净化有一定的局限性（需加大风机功率，但噪音易超标，能耗多，且高效滤网要经常更换，耗材多）[14]。
2.22静电除尘
高压静电工作原理是：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。通俗点讲，就是高压静电形成的电场磁力吸附空气中的灰尘，减少灰尘而净化空气。但它不能直接杀死病毒、细菌，分解污染物；若积尘太多未清理或静电吸尘器效率下降，易造成二次污染。由于高压放电的缘故，需配置安全保护装置，在大型公共场所或对消毒条件要求较高的室内场所一般不宜使用。民用最好不使用[15]。
2.23光催化净化
纳米材料光催化环境污染治理技术是国际上普遍认可的治理低浓度有机污染气体、消毒灭菌最有效的先进技术，它具有反应条件温和、经济和对细菌、病毒，及污染物全面处理的特点。采用此技术制造的中央空调光催化空气净化消毒器模块，由镀膜二氧化钛细钢丝滤网、初、中效过滤网、纳米二氧化钛光催化室，智能化控制系统等多因子组成。具有从初滤到完全净化的多道程序，能在短时间内迅速杀灭空气中的病毒和细菌，除污消烟去异味。是预防呼吸道传染疾病，防止空气传播病毒细菌，消除吸烟危害和降解室内污染的高效多因子空气净化消毒器[16]。
2.3本实验过滤材料
2.31HEPA除尘网
HEPA(High efficiency particulate air Filter)，中文意思为高效空气过滤器，达到HEPA标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7%，HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。它对直径为0.3微米(头发直径的1/200)以上的微粒去除效率可达到99.97%以上，是烟雾、灰尘以及细菌等污染物最有效的过滤媒介。HEPA分PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷 涤纶无纺布和熔喷 玻璃纤维五种材质。特点：风阻小，容尘量大，过滤精度高，可以根据客户需要加工成各种尺寸和形状，适合不同的机型使用[17]。
2.32活性炭过滤网
活性炭过滤网采用通孔结构的铝蜂窝、塑料蜂窝、纸蜂窝为载体。与传统活性炭过滤网相比，具有更优良的气体动力学性能，体积密度小，比表面积大、吸附效率高，风阻系数小。蜂窝状活性炭滤网是在聚氨酯泡棉上载附粉状活性炭制成，其含碳量在35%-50%左右。具有活性炭高效的吸附性能，可用于空气净化，去除挥发性有机化合物甲醛、甲苯、硫化氢、氯苯和空气中的污染物。空气阻力小，能耗低，可在一定风量下除臭、除异味，净化环境，具有很好的净化效果。
活性炭的特点就是去除空气中的异味。活性炭滤材是指在粗、中、高效的空气过滤器上使用的活性炭。活性炭滤材主要有两种形式——颗粒状和活性炭滤棉。因为是活性炭的作用就是除去异味，所以对过滤效率并不强调。在使用上。一般须配合独立的粗、中效过滤器使用。有些活性炭材料可再生，因此，价格上虽然比一般的粗效过滤器贵些，如果能做到合理的循环交替使用仍可降低使用成本。可广泛用于处理含有甲苯、二甲苯、苯等苯类、酚类、酯类、醇类、醛类等有机气体及恶臭气体和含有微量重金属的低浓度、大风量的各类气体。对废气进行吸附浓缩、净化后可直接排放[18]。
2.33冷触媒过滤网
冷触媒,又称自然触媒，是继光触媒除臭空气净化材料之后的又一种新型空气净化材料，能在常温条件下起催化反应，在常温常压下使多种有害有味气体分解成无害无味物质，由单纯的物理吸附转变为化学吸附，边吸附边分解，祛除甲醛、苯、二甲苯、甲苯、TVOC等有害气体，生成水和二氧化碳，在催化反应过程中,冷触媒本身并不直接参与反应,反应后冷触媒不变化不丢失,长期发挥作用。冷触媒本身无毒、无腐蚀性、不燃烧，反应生成物为水和二氧化碳，不产生二次污染，大大延长了吸附材料的使用寿命。
主要用途：冷触媒主要用于空调器、家用空气净化器、车载空气净化器等净化设备中，可用于处理人造板材,家具,墙面壁纸,化纤地毯,窗帘,床罩及室内空气中游离的甲醛,氨气,TVOC,硫化氢等有害气体。
冷触媒又称低温触媒，甲醛克星。它对于甲醛有极强的清除能力。
冷触媒的原理是催化氧化，触媒成分在该过程中起介质作用，其成分不会变化，可以无需任何处理而长期使用。催化分解反应不需要紫外线、高温、高压。在气温达到5℃以上，湿度达到40%以上的条件下，冷触媒催化分解有害气体的效果就能达到理想状态。
冷触媒是一种高科技催化剂，它不仅能催化甲醛与空气中的氧气发生反应，还能催化氨气、甲苯、二甲苯、硫化氢以及TVOC中多种有害气体等与氧气产生反应，生成水和二氧化碳。在催化反应过程中,冷触媒产品本身不直接参与反应,反应后冷触媒不变化不丢失。因此一旦使用后在无外力破坏的情况下,有效期长达八年以上。冷触媒主要成分均为食品、药品添加剂，产品无毒、无腐蚀性、不易燃。反应生成物为水和二氧化碳，不产生二次污染。是面向未来、最适于健康家居的安全、环保产品[19]。

2.4实验器材介绍
本实验所用新风机为课题组自主研发制造的新风机，测试地点为广西南宁高新区某科技园。实验所用器材包括新风机和各种测试仪器等，新风机的主要的组成部分有，外壳，进风口，出风口，滤网，风机，以及电路开关等。基本工作原理是滤网将进出风口的空气隔离，通过风机的运转产生负压使得空气由进气口经过滤网的过滤之后流向出风口。

图2-1新风机工作原理图

图2-2新风机
表2-1风机铭牌数据
高速档
0.19A
38W
2600r/min
365
166Pa
中速档
0.16A
34W
2300r/min
311
151Pa
低速档
0.14A
29W
1700r/min
234
114Pa

图2-3冷触媒网、HEPA网、活性炭网
注：滤网的尺寸为：400*297*12

图2-4PM2.5、PM10检测仪
图2-5风量罩

图2-6声量计

表2-2实验仪器功能一览表
测试仪器
测试项目
岳威ERZ-2511手持PM2.5检测仪
测量空气中PM2.5、PM10的值，单位：，精度：1
TSI8380风量罩
测量新风机进风口和出风口的风量，单位：，精度：1
TES1357声量计
测量风机的噪声，单位：dB，精度：0.1dB
空气中PM2.5、PM10的测试方法：
(1).取下检测仪探头的护罩；
(2).按下电源键开机；
(3).设定好采样时间，时间日期等；
(4).将检测仪探头置于进风口/出风口处，按下run/stop键，仪器开始采样测量，60秒后采样结束，PM2.5和PM10的数值显示在屏幕上。
风量的测试方法：
(1).将风量罩按说明书组装好；
(2).制作一挡板套在出风口上，使风量罩的罩口边缘紧紧贴住挡板，不使其漏风；
(3).按下电源键开机，按下ready键，风量罩开始采样，并伴有蜂鸣声；
(4),采样结束，风量的数值显示在风量罩的显示屏上。
声量的测试方法：
(1).将声量计置于风机上方约一米处；
(2).按下电源键开机，按方向键选择量程为50-80dB，按FAST SLOW键选择采样时间；
(3).声量计开始采样，结束后声量数值出现在显示屏上。2.5数据处理方法
(1). W=1-A/B（%）
其中：
W表示过滤效率；
A表示出风口含尘量；
B表示进风口含尘量；
(2).压力损失的计算：
根据伯努利方程，通过截面的流体有以下公式：

其中，空气密度为=1.25；
、表示空气的静压，理论上是相等的或者近似认为其相等，
空载时风速
有滤网时风速
、分别表示空载和有滤网时出风口的风量，
又知出风口的管道直径为d=120mm，，滤网的面积面积S=852 ，
带入数据后可计算出风压的损失，由此反映出滤网对空气的阻力。

第三章 实验项目、方案及结果
本次实验的测试地点为南宁市高新区某科技园。根据南宁市环保局统计的数据显示，南宁空气质量为优的天数105天、良168天、轻度污染56天、中度污染23天、重度污染13天、无严重污染天气，全年空气优良率为75%，达到当年南宁市空气优良天数的指标。其中，5—8月，空气优良率均为100%。除在夏季的8、9月份南宁上空污染物多为臭氧外，其中绝大多数污染天气中PM2.5为首要污染物。
3.1测试滤网顺序对净化效果的影响
由于滤网有三块，知一共有6种排列顺序，对每种顺序下新风机进风口、出风口的PM2.5、PM10进行测量，每种顺序下测试5组数据，记录进表格，之后求出各个顺序下滤网的空气净化效率的平均值 ，绘制曲线图，进行比较。
表3-1滤网顺序表
编号
顺序
顺序一
HEPA网+活性炭网+冷触媒网
顺序二
HEPA网+冷触媒网+活性炭网
顺序三
冷触媒网+HEPA网+活性炭网
顺序四
冷触媒网+活性炭网+HEPA网
顺序五
活性炭网+冷触媒网+HEPA网
顺序六
活性炭网+HEPA网+冷触媒网
表3-2PM2.5数据记录表（单位：）
顺序一
顺序二
顺序三
顺序四
顺序五
顺序六
进
出
进
出
进
出
进
出
进
出
进
出
73
37
77
39
68
34
69
34
73
35
70
34
71
35
70
35
67
34
68
34
66
34
69
35
67
34
67
34
69
35
71
35
72
35
73
36
71
36
72
36
71
36
71
35
70
33
77
37
74
38
73
37
73
37
73
37
75
36
67
33

表3-3PM10数据记录表（单位：）
顺序一
顺序二
顺序三
顺序四
顺序五
顺序六
进
出
进
出
进
出
进
出
进
出
进
出
151
73
148
75
140
70
143
70
155
77
161
81
149
68
157
77
158
78
159
78
153
76
158
78
140
71
145
73
144
71
147
75
148
75
149
75
149
72
150
74
139
69
147
67
149
69
153
77
155
75
153
76
157
79
149
78
157
78
145
71
（表中“进”表示进风口，“出”表示出风口）
3.2测试每种材料对微尘的过滤效果
分别测试单独使用HEPA除尘网、活性炭网、冷触媒网事进出风口PM2.5、PM10的值，每种材料测试五组数据，记录并计算出各材料的过滤效率的平均值。
表3-4不同材料滤网PM2.5过滤效果的测试（单位：）
HEPA网
冷触媒网
活性炭网
进
出
进
出
进
出
55
19
56
57
54
53
51
14
55
55
55
55
52
15
54
53
53
52
53
18
52
51
54
52
50
13
53
51
53
51

表3-5不同材料滤网PM2.5过滤效果的测试（单位：）
HEPA网
冷触媒网
活性炭网
进
出
进
出
进
出
120
38
123
122
126
125
113
30
122
123
125
126
110
29
121
122
129
130
115
32
119
118
131
131
112
30
124
123
124
123

3.3测试不同面积下风量的变化
实验方法与步骤：
(1).将滤网取出，测试三个不同档位下风机的风量，每档测试五组数据，记录并计算出风机的平均风量；
(2).将滤网放回新风机，测试此时出风口的风量，每档测试五组数据，记录并计算出此时风机的平均风量；
(3).将滤网的表面挡住四分之一，测试此时出风口的风量，每档测试五组数据，记录并计算出此时风机的平均风量；同理依次测试挡住滤网四分之二、四分之三面积时风机的出风口风量。
表3-6风量一时不同面积下的风量变化记录表（单位：）
面S=852
面积S=639
面积S=426
面积S=213
进
出
进
出
进
出
进
出
349
268
357
250
344
211
350
137
358
271
356
252
350
220
359
140
361
271
354
248
359
212
360
140
350
267
355
248
347
208
355
133
362
273
359
249
355
213
356
136

表3-7风量二时不同面积下的风量变化记录表（单位：）
面S=852
面积S=639
面积S=426
面积S=213
进
出
进
出
进
出
进
出
311
240
312
222
317
199
315
122
317
241
313
227
315
202
311
123
318
243
316
225
315
204
316
122
312
238
314
224
311
198
313
124
310
237
315
225
314
201
312
121
表3-8风量三时不同面积下的风量变化记录表（单位：）
面S=852
面积S=639
面积S=426
面S=213
进
出
进
出
进
出
进
出
270
199
271
193
272
159
273
99
272
202
271
192
267
155
266
91
269
200
267
192
269
156
272
95
271
201
266
190
273
160
270
94
268
200
273
196
270
157
269
93
3.4测试滤网面积、风量与过滤效果的关系
实验方法与步骤：
(1).将滤网放置好，将风机档位调为一档，测试此时新风机进风口、出风口的PM2.5、PM10的值，记入表格，然后改变风机的风量，重复上述测试每档测试五组数据；
(2).将滤网的表面用透明胶粘住四分之一，测试此时进风口和出风口的PM2.5、PM10的值，每档测试五组数据，记录并计算出此时新风机进出口PM2.5、PM10的平均值，依次改变风量大小，测出相应的进风口、出风口PM2.5、PM10数值；
(3).同理依次测试挡住滤网四分之二、四分之三面积时新风机进风口、出风口的PM2.5、PM10数值。

表3-9风量、材料面积与PM2.5净化率关系
面积
风量

空载
852
639
426
213
风量一
0%
84.3%
80.6%
77.7%
69.2%
风量二
0%
83.3%%
82.7%
75.8%
71.5%
风量三
0%
84.6%
84.5%
78.7%
71.9%

表3-10风量、材料面积与PM10净化率