空氣過濾器原理
大氣中存在大量的懸浮塵埃粒子，它們的存在極大地影響產(chǎn)品的精密化、微型化、高質(zhì)量、高純度和高可靠性。
空氣中懸浮的粒狀污染物質(zhì)是由固體或液體微粒子所組成。大氣塵可分為狹義大氣塵和廣義大氣塵：狹義大氣塵是指大氣中的固態(tài)粒子，即真正的灰塵；大氣塵的現(xiàn)代概念既包括固態(tài)微粒也包括液態(tài)微粒的多分散的氣溶膠，是專指大氣中的懸浮微粒，粒徑小于10μm，這就是廣義的大氣塵。對于大于10μm的粒子，因?yàn)檩^重，經(jīng)過一段時間的無規(guī)則的布朗運(yùn)動后，在重力的作用下，它們會逐漸沉降到地面上，是通風(fēng)除塵的主要目標(biāo)；大氣中0.1---10μm的灰塵粒子也在空氣中做無規(guī)則的運(yùn)動，因重量較輕，則容易隨氣流漂浮，而很難沉降到地面上。因此，空氣潔凈技術(shù)中的大氣塵的概念和一般除塵技術(shù)中的灰塵的概念是有所區(qū)別的。
通風(fēng)除塵用的尼龍網(wǎng)過濾器、金屬網(wǎng)過濾器、泡沫海綿過濾器過濾的灰塵，因?yàn)闉V料的孔徑較大，一般大于10μm，主要是過濾大于10μm的灰塵，因此對0.1~~10μm的粒子，過濾效率很低；如果是對環(huán)境的凈化有一定的潔凈度要求，必須采取潔凈技術(shù)中的空氣過濾技術(shù)，才能達(dá)到凈化要求。空氣凈化的主要任務(wù)是根據(jù)各種產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、不同工序、各類房間的空氣潔凈度級別需要，采取空氣過濾技術(shù)來捕集大氣中的0.1---10μm懸浮塵埃粒子和微生物，使?jié)崈羰一蚓植績艋瘏^(qū)域中的塵埃粒子濃度或含菌濃度控制在允許范圍之內(nèi)，以保證潔凈度的級別要求。
空氣中的懸浮粒子除微小液滴成球形外，其它粒子為結(jié)晶狀、片狀、塊狀、針狀、鏈狀等，很難從幾何形狀去度量其尺寸。在潔凈技術(shù)中，粒徑的意義是指通過微粒內(nèi)部的某個長度因次，并不含有規(guī)則幾何形狀的意義，只是便于比較粒子大小的一種“名義尺寸”。
空氣中的懸浮粒子分為非生物性粒子和生物粒子：非生物粒子是由固體、液體的破碎、蒸發(fā)、燃燒、凝聚產(chǎn)生的，其形成過程有物理作用或化學(xué)作用。生物粒子有微生物、植物的花粉、花絮及絨毛等；微生物一般包括病毒、立克次氏菌、細(xì)菌、菌類、原生蟲及藻類，其中與凈化關(guān)系較直接的是細(xì)菌和菌類。空氣中的微生物主要附著在灰塵上，因此過濾掉空氣中的灰塵可以有效地清除空氣中的微生物，這也是生物凈化的主要理論依據(jù)。
根據(jù)不同國家和時間的大氣塵中微粒的統(tǒng)計(jì)，大氣塵中微粒數(shù)量隨著粒徑的增加而顯著減少，即在雙對數(shù)坐標(biāo)圖上，數(shù)量和粒徑呈直線關(guān)系，特別是對0.1---5μm；數(shù)量與質(zhì)量的分布關(guān)系，亞微米級的微粒數(shù)量占總數(shù)的比例接近99%，而重量僅占總量的2%--3%；這也是潔凈相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可以在不同國家通用的理論依據(jù)。
統(tǒng)計(jì)表示，農(nóng)村中的灰塵濃度大約在10萬粒/升左右，郊區(qū)中的灰塵濃度大約在20萬粒/升左右，城市中的灰塵濃度大約在30萬粒/升左右，污染嚴(yán)重的地區(qū)可達(dá)到100萬粒/升以上。
1.空氣過濾技術(shù)主要采用過濾分離方法：通過設(shè)置不同性能的過濾器，除去空氣中的懸塵埃粒子和微生物，也即通過濾料將塵埃粒子捕集截留下來，以保證送入風(fēng)量的潔凈度要求。它所用的濾料為較細(xì)直徑的纖維，既能使氣流順利通過，也能有效地捕集塵埃粒子。
2.潔凈技術(shù)控制過濾的灰塵一般是0.1---10μm的塵埃粒子，粒徑較小，包含有固態(tài)微粒和液態(tài)微粒；大氣中懸浮的有機(jī)微粒有微生物、植物的花粉、花絮與絨毛，微生物一般包括病毒、立克次氏菌、細(xì)菌、菌類、原生蟲和藻類。空氣凈化控制的主要是細(xì)菌和菌類、病毒。因?yàn)槲⑸镏饕街趬m埃粒子上，因此將空氣中的塵埃粒子有效地控制，也就能有效地控制空氣中的細(xì)菌、菌類及病毒。要做到這一點(diǎn)，必須通過阻隔性質(zhì)的微粒過濾器，方可加以過濾。一般地，普通高效過濾器對細(xì)菌的過濾效率可達(dá)99.996%，基本上可以滿足生物潔凈室的過濾凈化要求。。
過濾器的過濾層捕集微粒的作用主要有5種：
1.攔截效應(yīng)：當(dāng)某一粒徑的粒子運(yùn)動到纖維表面附近時，其中心線到纖維表面的距離小于微粒半徑，灰塵粒子就會被濾料纖維攔截而沉積下來。
2.慣性效應(yīng)：當(dāng)微粒質(zhì)量較大或速度較大時，由于慣性而碰撞在纖維表面而沉積下來。
3.擴(kuò)散效應(yīng)：小粒徑的粒子布朗運(yùn)動較強(qiáng)而容易碰撞到纖維表面上。
4.重力效應(yīng)：微粒通過纖維層時，因重力沉降而沉積在纖維上。
5.靜電效應(yīng)：纖維或粒子都可能帶電荷，產(chǎn)生吸引微粒的靜電效應(yīng)，而將粒子吸到纖維表面上。
隨著捕集灰塵越來越多，則濾層的過濾效率也隨著下降，而阻力增大；當(dāng)?shù)揭欢ǖ淖枇χ祷蛐式档侥持禃r，過濾器就需及時加以更換，以保證凈化潔凈度的要求。
過濾器的濾料的形式有：無紡布、化學(xué)纖維材料、玻璃纖維材料；它們在額定風(fēng)量下，阻力較小而效率較高，更換、維護(hù)方便，適用范圍廣，在空調(diào)凈化系統(tǒng)中有著的使用價(jià)值和應(yīng)用領(lǐng)域
粉塵與過濾介質(zhì)的粘接力 空氣中的塵埃粒子，或隨氣流做慣性運(yùn)動，或做無規(guī)則運(yùn)動，或受某種場力的作用而移動，當(dāng)運(yùn)動中的粒子撞到障礙物，粒子與障礙物之間的范德瓦爾斯力使他們粘在一起。
過濾介質(zhì)材料 應(yīng)能既有效地?cái)r截塵埃粒子，又不對氣流形成過大的阻力。雜亂交織的纖維形成對粒子的無數(shù)道屏障，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過。
目前廣泛使用的材料有玻璃纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、植物纖維等。
與粉塵撞擊過濾介質(zhì)的運(yùn)動規(guī)律來解釋，常見的過濾機(jī)理分為慣性原理、擴(kuò)散原理、靜電力。
大顆粒粉塵在氣流中作慣性運(yùn)動。氣流遇障繞行，粉塵因慣性偏離氣流方向并撞到障礙物上。粒子越大，慣性力越強(qiáng)，撞擊障礙物的可能性越大，因此過濾效果越好。小顆粒粉塵作無規(guī)則的布朗運(yùn)動.粉塵越小,無規(guī)則運(yùn)動越劇烈,撞擊障礙物的機(jī)會越多,因此過濾效果越好。
空氣中小顆粒粉塵主要作布朗運(yùn)動，粒子越小，過濾器的效率越高；大顆粒粉塵主要作慣性運(yùn)動，粒子越大，過濾器的效率越高。擴(kuò)散和慣性效果都不明顯的那部分粉塵最難過濾，對過濾器性能而言，過濾低點(diǎn)的效率值代表性。
若過濾材料帶靜電或粉塵帶靜電，過濾效果可以明顯改善。其原因主要有兩條：靜電使粉塵改變運(yùn)動軌跡并撞向障礙物；靜電力使粉塵在介質(zhì)上粘得更牢固。
過濾器阻力 被捕捉的粉塵對氣流產(chǎn)生附加阻力，使用中過濾器的阻力會逐漸增加。被捕捉到的粉塵與過濾介質(zhì)合為一體而形成附加的障礙物，所以使用中過濾器的過濾效率也會有所提高。被捕捉的粉塵大都聚集在過濾材料的迎風(fēng)面上。濾料面積越大，能容納的粉塵越多，過濾器的使用壽命就越長。
濾材上積塵越多，阻力越大。當(dāng)阻力大到不合理的程度時，過濾器報(bào)廢。有時，過大的阻力會使過濾器上已捕捉到的灰塵飛散，出現(xiàn)這種危險(xiǎn)時，過濾器也該報(bào)廢。
過濾器阻力隨氣流量的增加而提高，通過增大過濾材料面積，可以降低穿過濾料的相對風(fēng)速，以減小過濾器阻力。
新過濾器的阻力為初阻力，對應(yīng)的報(bào)廢為終阻力。終阻力=2~4初阻力。
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