[发明专利]一种呼吸性粉尘连续分离装置分级效率优化方法

说明书

本发明涉及呼吸粉尘技术领域，具体涉及呼吸性粉尘连续分离装置分级效率优化方法，包括步骤S1、根据工况要求，确定基本参数及参数关系；步骤S1、根据相关公式确定各参数取值范围；步骤S3、采用4因素3水平的面中心的中心复合设计法确定工况数量及各工况对应的参数值以获取优选值；步骤S5、试验测试及优化，由此，分级效率优化方法简单可靠，按照本申请分级效率优化方法设计制造出来的分离装置相比于现有的呼吸性粉尘预分离器，不需要集尘部件即能够实现呼吸性粉尘的分离，不需要定期清理集尘结构，运行成本低廉且能够连续运行；此外，本申请仅需要一个动力设备以使流体从进气通道进入，不需要在第一出气通道设置抽吸等动力设备，成本更加低廉。

技术领域

本发明涉及呼吸粉尘技术领域，具体涉及呼吸性粉尘连续分离装置分级效率优化方法。

背景技术

呼吸性粉尘指采集的粉尘空气动力学直径均在7.07微米以下，而且空气动力学直径5微米粉尘的采集效率为50％。一般呼吸性粉尘粒径是5μm以下的能进入人体肺泡区的颗粒物。它是引起尘肺的病因。尘粒在呼吸系统的沉积分为三个区域,即上呼吸道区(包括鼻、口、咽和喉部)；气管、支气管区；肺泡区(包括无纤毛的细支气管、肺泡管、肺泡管入口、肺泡和肺泡囊)。一般认为,空气动力径在10μm以上的尘粒为可见粉尘，大部分沉积在鼻咽部,10μm以下为显微粉尘和超显微粉尘可进入呼吸道深部,沉积在下呼吸道，长时间积累会破坏肺部细胞，不可治愈，危害生命。

呼吸性粉尘预分离器是呼吸性粉尘检测设备的关键部件，承担了分离总尘中呼吸性粉尘组分的任务，其设计性能的好坏直接影响到呼吸性粉尘检测的准确性，切割粒径、分离效能、误差等参数为评价呼吸性粉尘预分离器性能的重要指标。

目前，国内外呼吸性粉尘预分离器主要包括水平陶析器、平板冲击器和旋风分离器，这三种分离器虽分离原理不同，但是结构上均存在集尘部件，无法实现呼吸尘的连续分离。水平陶析器具有多层水平板，平板冲击器需要在集尘的平板上涂抹黏性介质，旋风分离器有集尘灰斗，随着采样时间延长，集尘部件上捕集的颗粒物越来越多，超过其额定容尘量，使得呼吸尘预分离器分离功能失效。

发明内容

本发明的目的在于针对目前呼吸性粉尘分离器长时间使用后失效的问题，提供一种呼吸性粉尘连续分离装置分级效率优化方法，以使得制造出来的呼吸性粉尘连续分离装置能够解决上述问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种呼吸性粉尘连续分离装置分级效率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、根据工况要求，确定基本参数及参数关系，包括流量Q₀、收集腔直径D₂与喷嘴直径D₁的关系、收集腔内圆角R与喷嘴直径D₁的关系，收集腔相对喷嘴的距离S与喷嘴直径D₁的关系，喷嘴长度L与喷嘴直径D₁的关系；步骤S2、确定喷嘴直径D₁，根据喷嘴直径D₁确定收集腔直径D₂、收集腔相对喷嘴的距离S和喷嘴长度L，喷嘴直径D₁通过以下公式获取喷嘴直径：

其中D₀为切割粒径,μ为气体动力粘度,ρ_p为颗粒物密度,d_p为颗粒物空气动力学直径，Q₀为采样流量,D₁为喷嘴直径,C_c为坎宁汉修正因子，S_tk0为切割粒径D₀对应的斯托克斯数；