过滤材料过滤机理

过滤机理

过滤机理至少有五种：扩散作用、惯性作用、拦截作用、重力作用和静电作用。

1、扩散作用

由于气体分子热运动对微粒产生作用力，微粒发生布朗运动,使运动粒子随流体流动的轨迹与流线有一定的偏移。在常温下，0.1μm的微粒每秒钟扩散距离可达到17μm，比纤维间距大几倍甚至几十倍，这就使粒子有更大的机会运动接触到纤维表面并沉积下来。对于直径大于0.3μm的粒子布朗运动作用就会减弱许多，一般不足以靠布朗运动使其离开流线而碰撞到纤维的表面上去。粒子的尺寸越小，气流速度越小，布朗运动的强度越大，扩散作用也越明显。

2、惯性作用

由于纤维排列复杂，所以气流在纤维层内穿过时，其流线要屡经激烈的拐弯。在流线拐弯时，运动的微粒由于具有惯性，来不及跟随流线的变化绕过纤维，因而脱离流线撞向纤维，而被纤维捕集。微粒的粒径越大，气流速度越大,受到惯性力的作用也越大，越易脱离流线而与纤维发生碰撞。

3、拦截作用

在纤维层内纤维排列错综复杂，形成无数的网格。当某尺寸的微粒沿流线刚好运动到纤维表面附近时，假如从流线到纤维表面的距离等于或小于微粒的半径，微粒在范德华力作用下被粘住，微粒就在纤维表面沉积下来，这种作用称为栏截作用。比滤料孔隙大的颗粒的捕集称为蹄子效应，它有时被单独称为过滤效应，但也可认为是栏截作用的一种。

有人认为截留效应不应被单独列为过滤机理，至少不是与扩散和惯性沉积并驾齐驱的过滤机理，因为在扩散机理的零扩散（大粒径粉尘）情况下，扩散纤维效率晚变为理想栏截效率；在惯性机理中，当粒径趋于零时，惯性纤维效率也会趋近理想栏截效率，因此栏截包括在惯性和扩散机理内。

4、重力作用

微粒通过纤维层时，在重力作用下发生脱离流线的位移，也就是因重力而沉积在纤维上。一般认为直径大于0.5μm的粒子主要靠惯性作用沉积在纤维上。

5、静电作用

由于摩擦或其他种种作用，纤维和微粒都有可能带上电荷，带异性电荷的微粒相互吸引而形成较大的新颗粒，容易因惯性作用等被捕集，带同性电荷的微粒相互排斥，促成微粒作布朗运动等而被捕集，同时也有静电力作用而产生纤维吸

引微粒效应，这些统称为静电作用。但若是在纤维处理过程中因摩擦而带电，或是因微粒感应而使纤维表面带电，则这种电荷不能长时间存在，而且电场强度也弱，产生的吸引力很小，可以忽略不计。