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试谈滤纸的透气性及其计算Ξ张维茹(天津造纸研究所,天津,300141)摘要文章阐述了透气性、透气度及阻力等术语的含义。指出了在透气度概念的认识上存在着误区,并从透气度的定义出发,确定了用于透气度和阻力之间定量计算的基本公式,进而推出了导出公式。文章例举了应用公式进行计算的实例,并列出了计算误差表,证明该计算公式有实际应用价值。关键词:滤纸透气性透气度阻力1关于透气性与透气度滤纸的透气性有两个方面的含义,由透气度的定义出发,透气度可表示即一为:个问题的两个问题,其一:在一定压差下,单位面积、单位时间的透气量有多大,通常以ml/m2·s或L/m2·s表示;其二:使以一定比速(即流速)通过滤纸的气体产生多大的压力降(这个压力降是滤纸造成的,所以又称为滤纸的阻力),通常以Pa或mm-H2O表示。透气度是表征透气性第一方面含义的一个具体指标,它指的是在单位压差下,单位面积滤纸在单位时间内的透气量。通常以μm/Pa·s表示(1ml/m2·Pa·s=1μm/Pa·s)。目前在滤纸的透气度认识上存在着误区,如把一定压差下的透气量(Q)或在检测时读出的一定时间内、一定面积(A)的透气体积(V)及一定时间内透过一定体积气体所需的时间(t)当做透气度来理解和应用,因而造成了使用上的混乱,给比较和交流带来了困难。D=QPD———透气度(μm/Pa·s)Q———透气量(ml/m2·s)P———压差(Pa)其中V因为Q=,所以透气度也可以表示A·t为:VA·tVD==PA·t·P由以上表示式可见,无论是Q,还是V或者t,只不过是计算透气度的中间量,而不是透气度。目前各种仪器的直接检测结果对于透气度来讲均是一个中间量(无论V、t还是Q、P),一般说来各种仪器的检测结果不具备直接可比性。这是因为不同仪器的测试面积和控制条件(如压差或比速等)是不同的。收稿日期:1999-10-20Ξ·7·《天津造纸》2000年第1期有时为了简化计算,也可以用相同的中间量进行比较,但必须注明测试仪器或条件。透气度是在测试基础上排除不同条件(如面积、压差等)的计算结果,具有相对可比性。利用透气度可比的原理可以推导出不同仪器读数之间的换算公式。如GB5032-85“纸、纸板和纸浆表示性能的单位”在附件中就给出了建立在透气度可比基础上的G·Trogu(特洛根)公式:用户根据其滤器使用场合和设计要求正确地选择滤纸,也要求能把握透气度和阻力之间的关系。另外滤材新产品的开发,对外技术交流的开展等都提出了解决透气度与阻力换算的要求。根据分析和实践,笔者认为前边从定义出发确定的表达式D=Q(1)P就是最基本的计算公式。据此可以推出Q=D·P和(2)×103tG=714VS式中tG———葛尔莱仪读数,P=Qs/100ml;(3)DVS———肖伯尔仪读数,ml/min。笔者认为最简单的方法不是去推导各种仪器读数之间的换算公式,而是将各种仪器的测试结果均计算成透气度进行比较即可。2关于透气度与阻力定量计算问题定性地讲,滤材的透气度越大,阻力越小;反之,滤材的透气度越小,阻力则越大,这是众所周知的。但是如何对透气度与阻力进行定量的计算,不少滤材的开发、生产和使用者尚不够明了。在科研与生产的实践中,常常会遇到需要换算的场合,如:车间内的检测仪器是体积小、占地少、操作方便的阻力仪,而吸尘袋滤纸的用户是按透气度来验收产品的,那么在生产现场如何控制阻力值才能保证产品合格呢?再如为了帮助1Q,同时式(1)还可以表达为D=以KP表示1,则可得出PD=K·Q(4)和Q=D(5)K利用以上公式进行换算的关键是正确而灵活地理解公式中的各个量,如Q是透气量,同时它也是阻力测定中的气流比速,只是常用单位不同而已。再如P是压差,同时又是阻力,单位相同。为了便于计算,速与Q的对照表。表1列出了部分常用比表1比速与Q值对照表333334266653333·8·?1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.夹具面积cm2流量l/min比速l/cm2·minQ值ml/m2·s50310010601000050101001200·50121801256·50161001320·《天津造纸》2000年第1期从式(4)的推导过程可知,K值是随P值的变化而变化的,也就是说采用不同的表2压差,对应的K值不同。同时代入的流量单位不同,K值也不同,见表2。K值表表2仅列出了在高透气纸张测试中规定的中压(127Pa)和高压(196Pa)下部分常用流量单位的K值,实际上,依照表2的算法,任何压差下,任何流量单位的K值均可以计算出来,这对于推断滤材在实际使用条件下的透气性很有价值。3公式应用实例或Q=D=637=801899(l/m2·s)K71874