过滤机理
过滤机理的分析
●撞上→粘住
空气中的尘埃粒子,或随气流作惯性运动,或作无规则运动,或受某种场力的作用而移动。当运动中的粒子撞到障碍物时,粒子与障碍物表面间的引力使它粘在障碍物上。
●纤维过滤材料
过滤材料应能:既有效地拦截尘埃粒子,有不对气流形成过大的阻力。非织造纤维材料和特制的纸张符合这一要求。杂**织的纤维形成对粒子的无数道屏障,纤维间宽阔的空间允许气流顺利通过。
●惯性原理
大粒子在气流中作惯性运动。气流遇障绕行,粒子因惯性偏离气流方向并撞到障碍物上。粒子越大,惯性力越强,撞击障碍物的可能性越大,因此过滤效果越好。
●扩散原理
小粒子作无规则运动。对无规则运动作数学处理时使用传质学中的“扩散”理论,所以有扩散原理一说。粒子越小,无规则运动越剧烈,撞击障碍物的机会越多,因此过滤效果越好。
●效率随尘粒大小而异
过滤器捕集粉尘的量与未过滤空气中的粉尘量之比为“过滤效率”。小于0.1m(微米)的粒子主要作扩散运动,粒子越小,效率越高;大于0.5m的粒子主要作惯性运动,粒子越大,效率越高。在0.1m与0.5m之间,效率有一处*低点。
●阻力
纤维使气流绕行,产生微小阻力。无数纤维的阻力之和就是过滤器的阻力。
过滤器阻力随气流量的增加而提高,通过增大过滤材料面积,可以降低穿过滤料的相对风速,以减小过滤器阻力。
●动态性能
被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力,于是,使用中过滤器的阻力逐渐增加。被捕捉到的粉尘形成新的障碍物,于是,过滤效率略有改善。
被捕捉的粉尘大都聚集在过滤材料的迎风面上。滤料面积越大,能容纳的粉尘越多,过滤器寿命越长。
●过滤器报废
过滤机理的解释
滤料上积尘越多,阻力越大。当阻力大到设计所不允许的程度时,过滤器的寿命就到头了。有时,过大的阻力会使过滤器上已捕捉到的灰尘飞散,出现这种危险时,过滤器也该报废。
大气中的粉尘粒度分布
大气中的粉尘粒度分布
大气中的大颗粒粉尘因重力而沉降,小颗粒粉尘间因相互碰撞形成大颗粒。自然界中,碰撞不那么厉害、又难以沉降粉尘长时间悬浮在大气中。
古时候,粉尘主要来自于自然界的运动,如刮风、火山、海浪、花粉。现代,人类活动扬起大量灰尘,如燃烧、工业污染。与祖先相比,我们遇到的粉尘,数量多了,粒径小了,性质也不那么友好了。
室外大气中,按数量计,99.9%的粉尘粒径小于1m。按重量计,小于10m的粉尘占总重量的50%~95%。
粉尘浓度的差异
今天的空气污染主要源于人的活动。城市人口多寡直接影响市区空气含尘浓度。粗略地讲,城市越大,污染越严重。
由于采暖和气候干燥,多数城市冬季的大气粉尘明显高于其它季节。雨季,由于雨水的洗涤,空气中的粉尘浓度低于其它季节。
室内外相比,室内粉尘数量浓度高,粉尘总重量小。
海浪和海水蒸发产生微小盐粒(氯化钠),沿海地区盐雾浓度高。
城市的空气微生物浓度并不比乡村高,但城市中对人体有害的空气微生物浓度高。
典型环境数量浓度
场所 浓度 | 粒 / 升 |
香烟燃烟 | 100 亿 |
高速公路 | 10 亿 |
城市 | 1 亿 |
乡间小路 | 100 万 |
乡村 | 100 万 |
海洋 | 10 万 |
北极 | 1 万 |