過濾凈化是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域存在的較為重要的問題，對粉塵進(jìn)行過濾凈化存在著過濾介質(zhì)隨捕集粉塵的沉積，過濾介質(zhì)壓力損失及能耗隨過濾時間劇烈增加，過濾介質(zhì)需經(jīng)常清灰及更換等問題，提高粉塵捕集效率、優(yōu)化過濾運(yùn)行過程、降低過濾運(yùn)行成本，減少能耗，研發(fā)、低阻、易清灰的新型過濾介質(zhì)是多年來眾多學(xué)者及科研工作者的追求目標(biāo)。為此，我們研究重點為減少工業(yè)粉塵過濾壓力損失及優(yōu)化選擇過濾材料等問題。主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果包括：
（1）考慮了粉塵顆粒在過濾介質(zhì)中的沉積，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，建立了粉塵濃度在纖維過濾介質(zhì)分布的數(shù)學(xué)模型，分別在單纖維捕集系數(shù)固定不變及隨粉塵沉積質(zhì)量變化兩種情況下，對粉塵濃度分布數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了理論求解，得出了非穩(wěn)態(tài)捕集效率的理論計算公式，傳統(tǒng)過濾理論捕集效率計算公式為本模型理論的特例，通過相關(guān)實驗研究分析，證明了本數(shù)學(xué)模型的兩種理論求解結(jié)果，雖然在形式上有所不同，但計算結(jié)果基本一致。
 （2）通過對傳統(tǒng)過濾效率理論計算公式中各影響因素進(jìn)行分析計算，獲得大量的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行回歸統(tǒng)計分析，得出了捕集效率計算的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，以便于預(yù)測及評價過濾介質(zhì)的捕集效率，為計算多分散粉塵顆粒捕集總效率，提供了計算方法及途徑。
 （3）建立非穩(wěn)態(tài)壓力損失的機(jī)理及經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，通過對國產(chǎn)纖維濾料的性能測試研究，對模型進(jìn)行驗證，為國產(chǎn)濾料應(yīng)用于粉塵控制，積累了研究數(shù)據(jù)及資料。
（4）在假設(shè)條件下，開發(fā)可視化粉塵顆粒物在纖維濾料中沉積的計算機(jī)仿真模擬程序，模擬粉塵沉積及過濾過程，研究濾料及粉塵顆粒物特性與過濾性能之間的相互關(guān)系，對模擬實驗結(jié)果與實測結(jié)果進(jìn)行對比，取得必要的修正及參數(shù)，便可利用計算機(jī)模擬研究替代實驗進(jìn)行過濾介質(zhì)的優(yōu)化選擇及設(shè)計。
（5）通過建立的計算機(jī)隨機(jī)沉積模型，采用計算機(jī)進(jìn)行大量的計算，研究不同粒徑的顆粒物沉積與不同纖維直徑及間距的互相關(guān)系等問題，為濾料結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計創(chuàng)立條件，為開發(fā)新型濾料提供理論依據(jù)。通過計算機(jī)模擬分析，得出了粉塵粒徑、纖維直徑及過濾介質(zhì)填充率與捕集效率和壓力損失的相關(guān)關(guān)系，提出梯度濾料具有較好的過濾特性的濾料設(shè)計思想。
（6）對計算機(jī)模擬形成的粉塵層，引入分形理論，研究單分散和多分散粉塵顆粒群的幾何特征，用分形維數(shù)這一簡單的數(shù)值，表征復(fù)雜的粉塵顆粒物沉積群的形態(tài)，研究粉塵層的孔隙率與其粒徑及分形維數(shù)的關(guān)系，探討粉塵分維數(shù)在粉塵控制技術(shù)中應(yīng)用的可行性及應(yīng)用途經(jīng)。
 （7）將新的濾料設(shè)計思想應(yīng)用于新型濾料研發(fā)中，研制出具有、低阻及易清灰特性的梯度濾料，其壓力損失低于覆膜濾料。并將其應(yīng)用于電廠過濾除塵系統(tǒng)中，解決了過濾運(yùn)行中能耗過大的問題，為袋式過濾除塵器應(yīng)用于電廠除塵中積累了經(jīng)驗。