如圖表明濾料的粉塵負(fù)荷和表面過濾氣速對過濾效率的影響。當(dāng)粉塵負(fù)荷為140g/m²時(shí)，試求： 
1）對于圖中顯示的四種過濾氣速，分別求相應(yīng)的過濾效率； 
2）假定濾餅的孔隙濾為0.3，顆粒的真密度為2.0g/cm³，試求濾餅的厚度； 
3）當(dāng)煙氣中含塵初始濃度為0.8g/m³時(shí)，對于圖中最低部的曲線，至少應(yīng)操作多長時(shí)間才能達(dá)到上述過濾效率？

據(jù)報(bào)道美國原子能委員會曾運(yùn)用2m深的沙濾床捕集細(xì)粒子，卡爾弗特建議用下式估算細(xì)粒子的穿透率。其中：Z=在氣流方向上床的長度；v_s=氣體的表面流速；D_pa=細(xì)粒子的空氣動力學(xué)直徑；ε=沙濾床的孔隙率；D_c=沙濾床的沙粒的直徑；μ_g=氣體的粘度。 

1）若d_pa=0.5μm，D_c=1.0mm，v_s=6cm/s，ε=0.3，試估算沙濾床的捕集效率； 
2）欲獲得99.9%以上的捕集效率，床的厚度至少應(yīng)多厚？ 
3）推導(dǎo)該效率方程式。