高效濾網
編輯高效過濾網(/?h?p?/,high-efficiency particulate air)濾清器,又稱高效顆粒吸收濾清器、高效顆粒捕集濾清器,是空氣濾清器的效率標準。
符合高效濾網標準的過濾器必須滿足一定的效率水平。 通用標準要求高效過濾網空氣過濾器必須從通過的空氣中去除至少 99.95%(ISO,歐洲標準)或 99.97%(ASME,美國能源部)直徑等于 0.3 μm 的顆粒,其中 對于小于和大于 0.3 μm 的粒徑,過濾效率都會增加。 高效濾網過濾器可捕獲花粉、污垢、灰塵、水分、細菌(0.2-2.0 μm)、病毒(0.02-0.3 μm)和亞微米液體氣溶膠(0.02-0.5 μm)。 一些微生物,例如,黑曲霉、柑橘青霉、表皮葡萄球菌和枯草芽孢桿菌,可通過具有光催化氧化 (PCO) 的高效濾網過濾器捕獲。 高效過濾網過濾器還能夠捕獲一些≤0.3 μm的病毒和細菌。 高效濾網過濾器還能夠捕獲含有細菌、梭菌和桿菌的地板灰塵。 高效過濾網于1950年代商業化,原用語成為注冊商標,后成為高效過濾器的通用商標。 高效濾網過濾器用于需要污染控制的應用,例如硬盤驅動器、醫療設備、半導體、核、食品和醫藥產品的制造,以及醫院、家庭和車輛。
機制
編輯高效濾網過濾器由隨機排列的纖維墊組成。 纖維通常由聚丙烯或玻璃纖維組成,直徑在 0.5 到 2.0 微米之間。 大多數時候,這些過濾器由纏結的細纖維束組成。 這些纖維形成了一條狹窄的回旋通道供空氣通過。 當xxx的顆粒通過這條通道時,纖維束就像廚房的篩子一樣,物理地阻止顆粒通過。 然而,當較小的顆粒隨空氣通過時,隨著空氣的扭曲和轉動,較小的顆粒無法跟上空氣的運動,從而與纖維發生碰撞。 最小的粒子幾乎沒有慣性,它們總是圍繞空氣分子移動,就像它們被這些分子轟擊一樣(布朗運動)。 由于它們的運動,它們最終會撞到纖維中。 影響其功能的關鍵因素是纖維直徑、過濾器厚度和面速度。 高效過濾網過濾纖維之間的空氣空間通常遠大于 0.3 μm。 高效濾網以非常高的水平過濾最小的顆粒物。 與篩子或膜過濾器不同,小于開口或孔隙的顆粒可以通過,高效過濾網過濾器旨在針對一系列顆粒尺寸。 這些顆粒通過以下三種機制的組合被捕獲(它們粘附在纖維上):
- 傳播; 小于 0.3 μm 的顆粒在高效濾網過濾器中通過擴散被捕獲。 這種機制是最小粒子與氣體分子碰撞的結果,尤其是直徑小于 0.1 μm 的粒子。 小顆粒被有效地吹動或反彈并與過濾介質纖維碰撞。 這種行為類似于布朗運動,并增加了粒子被攔截或撞擊停止的可能性; 這種機制在氣流較低時變得占主導地位。
- 攔截; 粒子沿著氣流中的流動線進入纖維的一個半徑范圍內并粘附在纖維上。 此過程正在捕獲中等大小的顆粒。
- 影響; 較大的顆粒無法通過跟隨氣流的彎曲輪廓來避開纖維,而被迫直接嵌入其中之一; 這種效果隨著纖維分離的減少和氣流速度的提高而增加。
擴散在 0.1 μm 直徑粒徑以下占主導地位,而撞擊和攔截在 0.4 μm 以上占主導地位。 在兩者之間,接近最穿透粒徑 (MPPS) 0.21 μm,擴散和攔截效率都相對較低。
因為這是過濾器性能中的最薄弱點,所以高效過濾網規范使用接近該尺寸 (0.3 μm) 的顆粒保留來對過濾器進行分類。 然而,對于小于 MPPS 的顆粒,過濾效率可能不會高于 MPPS。 這是因為這些粒子可以充當大部分冷凝的成核位點并在 MPPS 附近形成粒子。
氣體過濾
高效過濾網過濾器旨在有效地捕獲非常細小的顆粒,但它們不會過濾掉氣體和異味分子。 在需要過濾揮發性有機化合物、化學蒸汽或香煙、寵物或腸胃氣氣味的情況下,需要使用活性炭(木炭)或其他類型的過濾器來代替或補充高效過濾網過濾器。
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