空气过滤器原理
空气过滤器原理
大气中存在大量的悬浮尘埃粒子，它们的存在极大地影响产品的精密化、微型化、高质量、高纯度和高可靠性。
空气中悬浮的粒状污染物质是由固体或液体微粒子所组成。大气尘可分为狭义大气尘和广义大气尘：狭义大气尘是指大气中的固态粒子，即真正的灰尘；大气尘的现代概念既包括固态微粒也包括液态微粒的多分散的气溶胶，是专指大气中的悬浮微粒，粒径小于10μm，这就是广义的大气尘。对于大于10μm的粒子，因为较重，经过一段时间的无规则的布朗运动后，在重力的作用下，它们会逐渐沉降到地面上，是通风除尘的主要目标；大气中0.1---10μm的灰尘粒子也在空气中做无规则的运动，因重量较轻，则容易随气流漂浮，而很难沉降到地面上。因此，空气洁净技术中的大气尘的概念和一般除尘技术中的灰尘的概念是有所区别的。
通风除尘用的尼龙网过滤器、金属网过滤器、泡沫海绵过滤器过滤的灰尘，因为滤料的孔径较大，一般大于10μm，主要是过滤大于10μm的灰尘，因此对0.1~~10μm的粒子，过滤效率很低；如果是对环境的净化有一定的洁净度要求，必须采取洁净技术中的空气过滤技术，才能达到净化要求。空气净化的主要任务是根据各种产品的生产工艺、不同工序、各类房间的空气洁净度级别需要，采取空气过滤技术来捕集大气中的0.1---10μm悬浮尘埃粒子和微生物，使洁净室或局部净化区域中的尘埃粒子浓度或含菌浓度控制在允许范围之内，以保证洁净度的级别要求。
空气中的悬浮粒子除微小液滴成球形外，其它粒子为结晶状、片状、块状、针状、链状等，很难从几何形状去度量其尺寸。在洁净技术中，粒径的意义是指通过微粒内部的某个长度因次，并不含有规则几何形状的意义，只是便于比较粒子大小的一种“名义尺寸”。
空气中的悬浮粒子分为非生物性粒子和生物粒子：非生物粒子是由固体、液体的破碎、蒸发、燃烧、凝聚产生的，其形成过程有物理作用或化学作用。生物粒子有微生物、植物的花粉、花絮及绒毛等；微生物一般包括病毒、立克次氏菌、细菌、菌类、原生虫及藻类，其中与净化关系较直接的是细菌和菌类。空气中的微生物主要附着在灰尘上，因此过滤掉空气中的灰尘可以有效地清除空气中的微生物，这也是生物净化的主要理论依据。
根据不同国家和时间的大气尘中微粒的统计，大气尘中微粒数量随着粒径的增加而显著减少，即在双对数坐标图上，数量和粒径呈直线关系，特别是对0.1---5μm；数量与质量的分布关系，亚微米级的微粒数量占总数的比例接近99%，而重量仅占总量的2%--3%；这也是洁净相关标准可以在不同国家通用的理论依据。
统计表示，农村中的灰尘浓度大约在10万粒/升左右，郊区中的灰尘浓度大约在20万粒/升左右，城市中的灰尘浓度大约在30万粒/升左右，污染严重的地区可达到100万粒/升以上。
1.空气过滤技术主要采用过滤分离方法：通过设置不同性能的过滤器，除去空气中的悬尘埃粒子和微生物，也即通过滤料将尘埃粒子捕集截留下来，以保证送入风量的洁净度要求。它所用的滤料为较细直径的纤维，既能使气流顺利通过，也能有效地捕集尘埃粒子。
2.洁净技术控制过滤的灰尘一般是0.1---10μm的尘埃粒子，粒径较小，包含有固态微粒和液态微粒；大气中悬浮的有机微粒有微生物、植物的花粉、花絮与绒毛，微生物一般包括病毒、立克次氏菌、细菌、菌类、原生虫和藻类。空气净化控制的主要是细菌和菌类、病毒。因为微生物主要附着在尘埃粒子上，因此将空气中的尘埃粒子有效地控制，也就能有效地控制空气中的细菌、菌类及病毒。要做到这一点，必须通过阻隔性质的微粒过滤器，方可加以过滤。一般地，普通高效过滤器对细菌的过滤效率可达99.996%，基本上可以满足生物洁净室的过滤净化要求。。
过滤器的过滤层捕集微粒的作用主要有5种：
1.拦截效应：当某一粒径的粒子运动到纤维表面附近时，其中心线到纤维表面的距离小于微粒半径，灰尘粒子就会被滤料纤维拦截而沉积下来。
2.惯性效应：当微粒质量较大或速度较大时，由于惯性而碰撞在纤维表面而沉积下来。
3.扩散效应：小粒径的粒子布朗运动较强而容易碰撞到纤维表面上。
4.重力效应：微粒通过纤维层时，因重力沉降而沉积在纤维上。
5.静电效应：纤维或粒子都可能带电荷，产生吸引微粒的静电效应，而将粒子吸到纤维表面上。
随着捕集灰尘越来越多，则滤层的过滤效率也随着下降，而阻力增大；当到一定的阻力值或效率降到某值时，过滤器就需及时加以更换，以保证净化洁净度的要求。
过滤器的滤料的形式有：无纺布、化学纤维材料、玻璃纤维材料；它们在额定风量下，阻力较小而效率较高，更换、维护方便，适用范围广，在空调净化系统中有着的使用价值和应用领域
粉尘与过滤介质的粘接力 空气中的尘埃粒子，或随气流做惯性运动，或做无规则运动，或受某种场力的作用而移动，当运动中的粒子撞到障碍物，粒子与障碍物之间的范德瓦尔斯力使他们粘在一起。
过滤介质材料 应能既有效地拦截尘埃粒子，又不对气流形成过大的阻力。杂乱交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。
目前广泛使用的材料有玻璃纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、植物纤维等。
与粉尘撞击过滤介质的运动规律来解释，常见的过滤机理分为惯性原理、扩散原理、静电力。
大颗粒粉尘在气流中作惯性运动。气流遇障绕行，粉尘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。小颗粒粉尘作无规则的布朗运动.粉尘越小,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。
空气中小颗粒粉尘主要作布朗运动，粒子越小，过滤器的效率越高；大颗粒粉尘主要作惯性运动，粒子越大，过滤器的效率越高。扩散和惯性效果都不明显的那部分粉尘最难过滤，对过滤器性能而言，过滤低点的效率值代表性。
若过滤材料带静电或粉尘带静电，过滤效果可以明显改善。其原因主要有两条：静电使粉尘改变运动轨迹并撞向障碍物；静电力使粉尘在介质上粘得更牢固。
过滤器阻力 被捕捉的粉尘对气流产生附加阻力，使用中过滤器的阻力会逐渐增加。被捕捉到的粉尘与过滤介质合为一体而形成附加的障碍物，所以使用中过滤器的过滤效率也会有所提高。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，过滤器的使用寿命就越长。
滤材上积尘越多，阻力越大。当阻力大到不合理的程度时，过滤器报废。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。
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。
新过滤器的阻力为初阻力，对应的报废为终阻力。终阻力=2~4初阻力。
关键词：空气过滤器 高效过滤器 无纺布 过滤机
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通风除尘用的尼龙网过滤器、金属网过滤器、泡沫海绵过滤器过滤的灰尘，因为滤料的孔径较大，一般大于10μm，主要是过滤大于10μm的灰尘，因此对0.1~~10μm的粒子，过滤效率很低；如果是对环境的净化有一定的洁净度要求，必须采取洁净技术中的空气过滤技术，才能达到净化要求。空气净化的主要任务是根据各种产品的生产工艺、不同工序、各类房间的空气洁净度级别需要，采取空气过滤技术来捕集大气中的0.1---10μm悬浮尘埃粒子和微生物，使洁净室或局部净化区域中的尘埃粒子浓度或含菌浓度控制在允许范围之内，以保证洁净度的级别要求。
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统计表示，农村中的灰尘浓度大约在10万粒/升左右，郊区中的灰尘浓度大约在20万粒/升左右，城市中的灰尘浓度大约在30万粒/升左右，污染严重的地区可达到100万粒/升以上。
1.空气过滤技术主要采用过滤分离方法：通过设置不同性能的过滤器，除去空气中的悬尘埃粒子和微生物，也即通过滤料将尘埃粒子捕集截留下来，以保证送入风量的洁净度要求。它所用的滤料为较细直径的纤维，既能使气流顺利通过，也能有效地捕集尘埃粒子。
2.洁净技术控制过滤的灰尘一般是0.1---10μm的尘埃粒子，粒径较小，包含有固态微粒和液态微粒；大气中悬浮的有机微粒有微生物、植物的花粉、花絮与绒毛，微生物一般包括病毒、立克次氏菌、细菌、菌类、原生虫和藻类。空气净化控制的主要是细菌和菌类、病毒。因为微生物主要附着在尘埃粒子上，因此将空气中的尘埃粒子有效地控制，也就能有效地控制空气中的细菌、菌类及病毒。要做到这一点，必须通过阻隔性质的微粒过滤器，方可加以过滤。一般地，普通高效过滤器对细菌的过滤效率可达99.996%，基本上可以满足生物洁净室的过滤净化要求。。
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2.惯性效应：当微粒质量较大或速度较大时，由于惯性而碰撞在纤维表面而沉积下来。
3.扩散效应：小粒径的粒子布朗运动较强而容易碰撞到纤维表面上。
4.重力效应：微粒通过纤维层时，因重力沉降而沉积在纤维上。
5.静电效应：纤维或粒子都可能带电荷，产生吸引微粒的静电效应，而将粒子吸到纤维表面上。
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