刘宇峰，姬忠礼，陈锋，刘震，常程

（中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室，北京102249）

引 言

聚结元件在压缩空气过滤、气体长距离输送、密封气过滤和金属切割等领域具有广泛的应用[1-2]，气体中的液滴杂质若不能被及时分离，将会损坏下游仪器设备、腐蚀输送管道或者危害工人的身体健康。对于气体中小液滴的去除，聚结分离是最为有效的方法之一。而纤维滤材作为聚结过滤器的核心组成部分，其气液聚结分离过程较为复杂，过滤分离性能的影响因素较为广泛[3]。

目前，国内外学者在滤材压降和效率模型[4-5]、滤材和液滴物性[4,6-7]等因素上做了大量研究。Contal 等[6]根据各个阶段液体在滤材中分布情况将液滴聚结过程分为缓慢增加阶段、指数增长阶段、急剧增长阶段和稳定阶段。Frising 等[8]对此进行实验研究，根据四个阶段液滴在纤维中润湿和迁移情况，改进了压降和穿透率模型。除了宏观参数影响，液滴在纤维上的分布形态及受力情况等微观分析对于聚结机理研究也尤为重要。由于润湿性的不同，液滴在单根纤维上有液膜、桶形液滴及蛤壳形液滴三种不同接触形态[9]。Mullins 等[10-11]对亲、疏油单根纤维上液滴运动进行微观分析，发现疏油纤维上的蛤壳形液滴更易发生振荡，稳定性较差，易与纤维分离。上述研究表明，滤材的润湿性在微观层面影响液滴与纤维的接触形态，从而影响液滴的聚结过程。因此，对于纤维滤材润湿性的研究具有重要意义。……