Modelling pressure drop in hepa filters during dynamic filtration

Thomas, Dominique; Contal, P.; Renaudin, Viviane; Penicot, P.; Leclerc, D.; Vendel, J.

doi:10.1016/s0021-8502(98)00036-6

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“…However, few studies have been published on PM-loaded foam filters and, in particular, gelcast ceramic foam filters. The pressure drop across a PM-loaded filter as proposed and used by some researchers [9,[26][27][28] is the sum of the pressure drop across the clean filter plus the flow resistance of the trapped particles, with the assumption that the deposition of the particles in the filter is uniform. This approach is suitable for filters that exhibit cake filtration, since the Darcy law can be applied to the flow through the cake in a similar manner to the filter itself [9] but not in the case of deep-bed filtration.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modelling gas flow pressure gradients in gelcast ceramic foam diesel particulate filters

Adigio

Binner

Garner

et al. 2008

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D:

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DOI: 10.1243/09544070JAUTO508Abstract: New mathematical models are proposed that predict fluid flow pressure gradients in gelcast ceramic foam diesel exhaust particulate filters by considering the foam structure conceptually as serially connected orifices. The resulting multiple orifice mathematical (MOM) model is based on the sum of a viscous term derived from an extended Ergun model and the kinetic energy loss derived from the Bernoulli and conservation of mass equations. The MOM model was calibrated using experimental data obtained from measuring the air flowrate and pressure drop across a physical large-scale three-dimensional model of a cellular foam structure produced using rapid manufacturing techniques. The calibrated model was then validated using fluid flow data obtained from gelcast ceramic foam filters of various cell sizes and was found to require no empirical recalibration for each gelcast ceramic foam sample. The MOM model for clean filters was extended to predict pressure gradients of filters loaded with particulate matter (PM). The prediction of pressure gradients through gelcast ceramic filters using the MOM model for clean and PM-loaded cases was shown to be in reasonable agreement with experimental data. The models were finally applied to design a filter for a turbocharged, charge-cooled, 2.0 l, fourstroke, common rail, direct injection passenger car diesel engine.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modelling gas flow pressure gradients in gelcast ceramic foam diesel particulate filters

Adigio

Binner

Garner

et al. 2008

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D:

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“…Nous citerons plus particulièrement les travaux de Pénicot et Thomas (Thomas et al, 1999, 2001), qui permettent de distinguer les phases de filtration en profondeur et en surface lorsque la masse surfacique d'aérosols déposée atteint une valeur critique intrinsèque aux caractéristiques du filtre et de l'aérosol. Leurs observations expérimentales permettent d'aboutir à différentes conclusions : * la vitesse de filtration n'a pas d'influence sur la manière dont se déposent les particules, dans la gamme de vitesse étudiée (1 à 50 cm/s), * les particules se répartissent de façon exponentiellement décroissante dans la profondeur du filtre d'épaisseur e filtre ; la compacité des particules α p à la profondeur x est ainsi déduite par la relation : (Letourneau et al, 1991) Inspiré du modèle de Bergman (Bergman et al, 1976), il permet de décrire la filtration en profondeur.…”

Section: Les Modèles De Colmatage Des Filtres Plansunclassified

“…Pour des quantités élevées de particules, la perte de charge relative à la filtration en surface est considérée in facto comme la résultante de la composante liée au filtre vierge et de celle propre au gâteau (∆P = ∆P filtre vierge + ∆P gâteau ). La perte de charge du gâteau ∆P gâteau est alors calculée selon la loi de Kozeny : (6) e gâteau : épaisseur du gâteau (m) = (7) α gâteau : compacité des particules au sein du gâteau (relation (3) Par ailleurs, les résultats des travaux de Pénicot et Thomas (Thomas et al, 1999, 2001) permettent d'accéder à la répartition des aérosols sur le medium filtrant (relations (2) et (3)). Ils montrent que la phase de filtration en surface survient quand la masse surfacique devient supérieure à une valeur critique qui dépend de la taille des particules, du diamètre des fibres et de la compacité du filtre.…”

Section: Modèle De Letourneauunclassified

“…Évolution de F α en fonction de la granulométrie de l'aérosol Le calcul de F α repose sur l'hypothèse d'une distribution exponentielle décroissante des particules dans le filtre (Thomas et al, 1999(Thomas et al, , 2001. L'évolution de cette répartition varie avec la granulométrie des aérosols selon le facteur de pénétration k pour la phase de filtration en profondeur (Fig.…”

Section: Mesure Du Facteur De Correctionunclassified

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Correction pour la mesure de la radioactivité alpha des aérosols atmosphériques prélevés sur filtre

2009

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RÉSUMÉLa mesure de la radioactivité atmosphérique constitue une difficulté métrologique majeure. En fonction des mécanismes de prélèvement sur filtre et des paramètres de mesure, l'activité alpha des aérosols est sous estimée. L'énergie cinétique des particules alpha est atténuée dans la matière qu'elles traversent, et une partie de cette énergie ne parvient plus au détecteur. Le rendement de mesure est alors dégradé et nécessite une correction. Pour répondre aux conditions de mesures usuelles, le laboratoire a développé un modèle empirique pour l'évaluation des corrections de l'activité alpha en fonction de la masse des aérosols déposés sur le filtre. Le modèle a été validé expérimentalement et a permis une meilleure estimation de l'incertitude sur la mesure de l'activité alpha des aérosols. L'étude a contribué à une première évaluation du facteur de correction pour des filtres peu encrassés provenant de la région parisienne : F α labo = 1,6 ± 0,5.ABSTRACT Correction to the alpha radioactivity measurement from an atmospheric aerosol in a sampling filter.The measurement for the atmospheric radioactivity constitutes a major metrological issue. According to penetration mechanisms on filter and measurement parameters, the alpha activity of aerosols is underestimated. The kinetic energy of alpha particles is attenuated in the crossed material, and a part of this energy does not reach the detector. The measurement efficiency decreases and requires a correction. The laboratory developed an empirical model for the activity corrections evaluation from the mass of aerosols on the filter. The model was experimentally validated and it gave a better estimation of the uncertainty on the alpha activity measurement of aerosols. The study contributed to a first correction factor evaluation for low clogged filters coming from the Paris region : F α labo = 1.6 ± 0.5.

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“…activated carbon and PreKot™ that has the potential to form a porous filter cake due to its wide disparities in particle size distribution [9]. PrekotAC was tested under three different material loadings since these influence the pressure drop across the filtration process [10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Performance of PrekotAC Filter Aids on Pressure Drop across Two Different Filter Media

Hajar¹,

Rashid²,

Andenan³

et al. 2017

MATEC Web Conf.

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Abstract.A study on the performance of formulated PrekotAC filter aids on pressure drop across two different types of filter media, i.e polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyimide (P84) was carried out in a laboratory scale fabric filtration system. Filter aids is applied in order to prolong the lifespan of the fabric filter by reducing the pressure drop across a filter cake. PrekotAC which is a combination of 90%wt activated carbon and 10%wt PreKot™ was tested under various material loadings of 0.2, 0.4, and 0.6 mg/mm² at a constant filtration velocity of 5 m/min across its cake and filter media. The results showed that PrekotAC presents a lower pressure drop across the P84 compared to PTFE filter media under various material loadings. This is because of its different characteristics that effect the porosity of the filter media and allow a higher volumetric airflow passing through, resulting in lower pressure drop compared to PTFE filter media. In addition, the diversity in terms of particle size distribution of the formulated PrekotAC that increase its permeability property helps to reduce the pressure drop across the media and its filter cake. Thus, PrekotAC has a promising characteristic as a two in one filter aids, a pre-coating and adsorbent material for fabric filtration system.

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Modelling pressure drop in hepa filters during dynamic filtration

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