袋式除尘器因其在去除悬浮颗粒方面的高效性（>99%）而被广泛应用于发电和水泥生产等行业[[1], [2], [3], [4]]。粉尘颗粒会积累形成“滤饼”，虽然提高了捕获效率，但也增加了压降，因此需要定期清洁[[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12]]。其中，脉冲喷射清洁是最常见的方法，它利用短时间的压缩空气冲击来清除滤饼，同时保持系统的连续运行[[13], [14], [15]]。脉冲喷射袋式除尘器的性能受其清洁周期的影响，这些周期决定了颗粒收集效率和压降。清洁脉冲常常会导致下游浓度短暂升高，这可能是由于效率暂时下降、泄漏或过滤器变形所致[[1,7,14,[16], [17], [18]]。压降随粉尘负荷增加而增加，直到达到预设阈值后触发脉冲清洗，之后压降降至残余水平并逐渐回升[[4,8,17,[19], [20], [21], [22], [23]]。较低的残余压降意味着更有效的清洁和更长的过滤周期[[20,24]]。
粉尘沉积和脉冲清洁密切相关，并显著影响残余压降。大部分粉尘沉积在过滤器表面形成滤饼，这是主要的过滤层，这一过程也称为表面过滤。然而，粘性或湿润的粉尘会牢固附着，使得脉冲喷射清洁过程中滤饼的清除更加困难[[25]]。常见的现象是“局部清洁”，即只有一部分滤饼被清除，留下不均匀的残留粉尘层[[4,9,13,18,26]]。此外，较小的颗粒可能会渗透到过滤器内部，导致深度过滤或内部堵塞，这种情况特别难以清理[[27], [28], [29]]。
为了提高滤饼清洁效率并保持稳定的过滤周期长度，以往的研究探讨了残余压降与清洁强度（包括脉冲压力和清洁频率）之间的关系。例如，Kim等人[12]报告称较高的脉冲压力通常能提高清洁效果并减少残留粉尘，其他研究也观察到了这一趋势[[14,30]]。然而，Xie等人[17]指出，虽然较高的清洁强度可以降低压降，但也可能引起排放峰值升高，如果管理不当，还可能导致粉尘重新附着甚至对过滤器织物造成机械损伤[[17,31]]。Kurtz等人[32]进一步指出，在过滤器运行的初期阶段较低的压力更有益，但后期需要较高的清洁强度以维持稳定的过滤周期，这表明可能需要采取适应性策略，如逐步增加脉冲压力[[33]]。此外，还有其他研究提出了设计改进措施，如增大脉冲喷嘴直径或集成文丘里管，以改善粉尘清除效果并延长过滤周期[[1,24]]。
尽管以往的研究已经考察了清洁强度、脉冲压力和设计改进对残余压降和周期长度的影响，但关于滤饼特性（如孔隙率）在连续清洁周期中的变化及其对过滤性能影响的定量信息仍然有限。在本研究中，我们系统地分析了不同操作条件下滤饼孔隙率及其与残余压降和静电效应之间的关系。虽然我们没有直接观察内部滤饼的微观结构，但通过实验室规模实验和Kozeny-Carman模型的结合，我们能够量化重复循环中滤饼孔隙率的变化，并建立其与残余压降和清洁效率之间的机制联系。这种定量方法为理解操作参数（包括相对湿度、脉冲强度和文丘里辅助清洁）如何影响滤饼压实和过滤阻力提供了新的见解，为专注于清洁强度和周期长度的现有研究提供了补充。
