مبدأ التصفية لفلتر الهواء

تستخدم مرشحات الهواء على نطاق واسع في الأجهزة الكهربائية التجارية ، والسيارات ، وعبور السكك الحديدية ، والفضاء ، والطيران ، والإلكترونيات ، والصيدلاني ، والهندسة البيولوجية ، وغيرها من المجالات لتوفير هواء أنظف. فكيف يقوم الهواء بتصفية الهواء؟

ما يلي سيقدم مبادئ التصفية لمرشحات الهواء التالية. تنقسم المبادئ إلى أربعة أنواع: الاعتراض والقصور الذاتي والانتشار والتفاعل الإلكتروستاتيكي والترشيح الكيميائي.

ⅰ. اعتراض
تتحرك جزيئات الغبار في الهواء مع تدفق الهواء في الحركة بالقصور الذاتي أو الحركة البراونية غير المنتظمة أو تحت عمل قوة ميدانية معينة. عندما تضرب حركة الجسيم كائنات أخرى ، فإن فان دير فالس يجبر بين الكائنات (وهي جزيئات وجزيئات ، والمجموعات الجزيئية ، والقوة بين المجموعات الجزيئية) تجعل الجزيئات تلتصق بسطح الألياف. يتمتع الغبار الذي يدخل وسط المرشح بمزيد من الفرص لضرب الوسط ، وسيتم تعليقه عندما يضرب الوسيط. يصطدم الغبار الأصغر مع بعضها البعض وسوف يرتبط ببعضها البعض لتشكيل جزيئات أكبر وتستقر ، ويكون تركيز الجسيمات من الغبار في الهواء مستقرًا نسبيًا. يتلاشى في الداخل والجدران ، لهذا السبب ، من الخطأ التعامل مع مرشح الألياف مثل غربال.

ⅱ. الجمود والانتشار
يتحرك غبار الجسيمات بشكل غير مناسب في تدفق الهواء. عندما تواجه أليافًا مرتبة غير منظمة ، يغير تدفق الهواء الاتجاه ، وتنقل الجسيمات عن الاتجاه بسبب القصور الذاتي وضرب الألياف المراد ربطها. كلما زادت الجسيم ، كان من الأسهل ضربه ، وكلما كان التأثير أفضل.
جزيئات صغيرة من الغبار تجعل حركة براوني غير منتظمة. كلما كانت الجزيئات أصغر ، زادت العنف عن الحركة غير المنتظمة ، وأكثر فرص ضرب العقبات ، وكلما كان تأثير التصفية أفضل. الجسيمات الأصغر من 0.1 ميكرون في الهواء تجعل الحركة البراونية بشكل أساسي ، والجزيئات صغيرة وتأثير الترشيح جيد. تستخدم جزيئات أكبر من 0.3 ميكرون بشكل رئيسي للحركة بالقصور الذاتي ، وكلما زادت الجسيم ، زاد الكفاءة. الانتشار والقصور الذاتي ليسا واضحين والجزيئات هي الأكثر صعوبة في التصفية. عند قياس أداء مرشحات عالية الكفاءة ، غالبًا ما يحدد الأشخاص قيمة كفاءة الغبار التي تصعب قياسها.

ⅲ. التأثير الإلكتروستاتيكي
لسبب ما ، قد يتم شحن الألياف والجزيئات ، مما يسبب تأثيرات إلكتروستاتيكية. يمكن تحسين تأثير التصفية لمواد التصفية المشحونة بالكهرباء بشكل كبير.
السبب: الكهرباء الثابتة تجعل الغبار يغير مساره ويصطدم بالعقبات ، والكهرباء الثابتة تجعل الغبار متمسكًا بالوسيط بشكل أكثر حزمًا. وتسمى المواد التي يمكن أن تحمل الكهرباء الثابتة لفترة طويلة أيضًا مواد "Electret". بعد أن يتم شحن المادة بالكهرباء الثابتة ، لن تتغير المقاومة ، وسيتم تحسين تأثير التصفية بشكل كبير. لا تلعب الكهرباء الثابتة دورًا حاسمًا في تأثير التصفية ، ولكنه يلعب دورًا في الدعم فقط.

ⅳ. الترشيح الكيميائي
المرشح الكيميائي بشكل انتقائي يعلن جزيئات الغاز الضارة. تحتوي مادة الكربون المنشط على عدد كبير من micropores غير المرئية ومنطقة امتصاص كبيرة. الكربون المعطل بحجم حبة الأرز ، تبلغ مساحة Micropores أكثر من عشرة أمتار مربعة. بعد الاتصال بالجزيئات الحرة الكربون المنشط ، تتكثف في سائل في micropores والبقاء في micropores بسبب مبدأ الشعيرات الدموية ، وبعضها متكامل مع المواد.

يسمى الامتزاز بدون تفاعل كيميائي واضح الامتزاز الفيزيائي. بعض عمليات الكربون المنشط ، تتفاعل الجسيمات الممتدة مع المادة لإنتاج مادة صلبة أو غاز غير ضار ، والتي تسمى الامتزاز الكيميائي.
يتم إضعاف قدرة امتزاز مادة الكربون المنشطة باستمرار أثناء الاستخدام ، وعندما تضعف إلى حد ما ، سيتم إلغاء المرشح. إذا كان الامتصاص المادي فقط ، فإن التدفئة أو تبخير البخار يمكن أن يزيل الغازات الضارة من الكربون المنشط وتجديد الكربون المنشط.