本文包含了高效過(guò)濾器的過(guò)濾機(jī)理、初效過(guò)濾器過(guò)濾機(jī)理、中效過(guò)濾器過(guò)濾機(jī)理，統(tǒng)一稱(chēng)為過(guò)濾器過(guò)濾機(jī)理。

2.1過(guò)濾機(jī)理

過(guò)濾材料捕集、過(guò)濾粉塵粒子的機(jī)理主要有五種：攔截效應(yīng)、慣性效應(yīng)、擴(kuò) 散效應(yīng)、重力效應(yīng)和靜電效應(yīng)。

2.1.1攔截效應(yīng)

在纖維層內(nèi)纖維錯(cuò)綜排列，形成無(wú)數(shù)分格。當(dāng)某一尺寸的微粒沿著流線(xiàn)剛好運(yùn)動(dòng)到纖維表面時(shí)，假使從流線(xiàn)（也是微粒的中心線(xiàn)）到纖維表面的距離等于或 小于微粒半徑（如圖2-1),微粒就在纖維表面被攔截而沉積下來(lái)，這種作用稱(chēng)為攔截效應(yīng)。篩子效應(yīng)也屬于攔截效應(yīng)也有間稱(chēng)為過(guò)濾效應(yīng)的。

但是，攔截效應(yīng)或篩子效應(yīng)不是纖維過(guò)濾器中過(guò)濾微粒的惟一的或者主要的效應(yīng)，更不能把纖維過(guò)濾器像篩子一樣看待。篩子僅僅篩去尺寸大于其孔徑的微粒，而在纖維過(guò)濾器中，并不是所有小于纖維網(wǎng)格網(wǎng)眼的微粒都能穿透過(guò)去最容易穿透的是某一定大小的微粒。微粒也并不都是在纖維層表面被篩分一一沉積，如果是這樣，過(guò)濾器的阻力將由于微粒把網(wǎng)眼堵塞而迅速上升，但事實(shí)并不 如此。在纖維過(guò)濾器內(nèi)微粒一般都常深入纖維層內(nèi)很多，因而在纖維過(guò)濾器中， 微粒的被捕集還有其他作用。

2.1.2慣性效應(yīng)

由于纖維排列復(fù)雜，所以氣流在纖維層內(nèi)穿過(guò)時(shí),其流線(xiàn)要屢經(jīng)激烈的拐彎。 運(yùn)動(dòng)的物體都具有慣性，對(duì)于尺寸和質(zhì)量較大的粒子，受到慣性力的作用影響很大。當(dāng)流體在過(guò)濾材料纖維前，流線(xiàn)發(fā)生彎曲時(shí)，微粒由于來(lái)不及隨流線(xiàn)同時(shí)繞過(guò)纖維，就很容易脫離流線(xiàn)而與纖維發(fā)生碰掩，或反彈回流線(xiàn)或被粘附捕集。

2.1.3擴(kuò)散效應(yīng)

由于氣體分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)微粒的碰撞，從而產(chǎn)生的微粒的布朗運(yùn)動(dòng)。由于這種布朗運(yùn)動(dòng)，那些較小粒子隨流體流動(dòng)的軌跡與流線(xiàn)不一致。粒子的尺寸越小，布朗運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度越大，在常溫下，0.1μm網(wǎng)的微粒每秒鐘擴(kuò)散距離可達(dá)到17μm，這就使粒子有更大的機(jī)會(huì)接觸并沉積到纖維表面。但直徑大于0.3μm的粒子布朗運(yùn)動(dòng)就會(huì)減弱許多，就不能單靠布朗運(yùn)動(dòng)使其離開(kāi)流線(xiàn)而碰揀到纖維的表面。布朗擴(kuò)散而造成粒子的過(guò)濾效率與粒子的在流體中的狀態(tài)密切相關(guān)，常用粒子擴(kuò)散率、粒子擴(kuò)散系數(shù)表示。實(shí)驗(yàn)研究中得到，布朗擴(kuò)散過(guò)濾效率會(huì)隨著纖維密實(shí)度和粒子擴(kuò)散率的增大而增大;而當(dāng)流體流速增大和纖維直徑增大時(shí)，擴(kuò)散過(guò)濾效率下降。

2.1.4重力效應(yīng)

微粒通過(guò)纖維層時(shí)，在重力作用下發(fā)生脫離流線(xiàn)的位移，也就是因重力沉降而沉積在纖維上。由于氣流通過(guò)纖維過(guò)濾器特別是通過(guò)濾紙過(guò)濾器的時(shí)間遠(yuǎn)小于 Is,因而對(duì)于直徑小于0.5μm的微粒，當(dāng)它還沒(méi)有沉降到纖維上時(shí)己通過(guò)了纖維層，所以重力沉降完全可以忽略。

2.1.5靜電效應(yīng)

由于種種原因，纖維和微粒都可能帶上電荷，或者在生產(chǎn)過(guò)程中使纖維帶電， 從而產(chǎn)生吸引微粒的靜電效應(yīng)。但除了有意識(shí)的使纖維或微粒帶電外，若是在纖維處理過(guò)程中因摩擦帶上電荷，則這種電荷既不能長(zhǎng)時(shí)間存在，電場(chǎng)強(qiáng)度也弱， 產(chǎn)生的吸引力很小，可以忽略。

本文出處：基于歐洲1822標(biāo)準(zhǔn)的高效空氣過(guò)濾器全效率測(cè)試臺(tái)及掃描測(cè)試臺(tái)的研制