过滤层捕集微粒工程五种效应

文章来源 作者: 时间:2019-11-26 16:30

对于洁净室设计来说,根据目前对纤维过滤器的研究得出的结论,在纤维过滤器的第一阶段过滤过程中,过滤层捕集微粒的作用效应主要有5种。

 

一、拦截效应

在纤维层内纤维错综排列,形成无数网络。当某一尺寸的微粒沿着气流流线刚好运动到纤维表面附近时,假使从流线(也是微粒的中心线)到纤维表面的距离等于或小于微粒半径,微粒就在纤维表面被拦截而沉积下来,这种作用称为拦截效应。筛子效应也属于拦截效应,也有时被称为过滤效应。但是,拦截效应或筛子效应不是纤维去除器中过滤微粒的惟一的或者主要的效应,更不能将纤维过滤器像筛子一样看待。通常筛子仅能筛去大于其孔径的微粒,而在纤维过滤器中,并不是所有小于纤维网格网眼的微粒都能穿透过去,最容易穿透的仅是某一定粒径的微粒。微粒也并不都是在纤维层表面被筛分一一沉积,如果是这样,过滤器的阻力将由于微粒把网眼堵塞而迅速上升,但实际情况并不是这样。在纤维过滤器内微粒一般都深入到纤维层内,所以说在纤维过滤器的过程中,微粒的被捕集还有其他各种效应起作用。

 

二、惯性效应

由于在纤维过滤器内纤维排列复杂,当气流在纤维层内穿过时,其流线要屡经激烈的拐弯。当微粒质量较大或者速度(可以看成气流的速度)较大,在流线拐弯时,微粒由于惯性来不及跟随流线绕过纤维,因而脱离流线向纤维靠近,并碰撞在纤维表面而沉积下来。如果因惯性作用,微粒虽没有正面撞在拦截效应范围之内,则微粒的被截留就是靠这两种效应的共同作用了。

 洁净室设计

三、扩散效应

由于气体分子热运动对微粒的碰撞而产生的微粒的布朗运动,对于粒径越小的微粒越显著。常温下0.1μm的微粒每秒钟扩散距离达17μm,比纤维间距大几倍至几十倍,这就使微粒有更多的机会运动到纤维表面被沉积下来,对粒径大于0.3μm的微粒其布朗运动减弱,一般不足以靠布朗运动使其离开气流流线碰撞到纤维上面去。

 洁净室设计

四、重力效应

微粒通过纤维层时,在重力作用下发生脱离气流流线的位移,也就是因重力沉降而沉积在纤维上。由于气流通过纤维过滤器特别是通过滤纸过滤器的时间远小于1s,因而对于粒径小于0.5μm的微粒,当它还没有沉降到纤维上时已通过了纤维层,所以重力沉降完全可以忽略。

 

五、静电效应

由于种种原因,纤维或微粒都可能带上电荷,产生吸引微粒的静电效应,但除了有意识的使纤维或微粒带电外,若是在纤维处理过程中因摩擦带上电荷,或因微粒感应而使纤维表面带电,这样的电荷既不能长时间存在,且电场强度也很弱,产生的吸引力很小,可以忽略。

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