空气过滤器的过滤原理是什么?

空气过滤器的过滤原理是什么?

空气过滤器的过滤原理将压缩空气中的液态水、液态油滴分离出来，并滤去空气中的灰尘和固体杂质，但不能除去气态的水和油。


空气中颗粒物去除技术主要有机械过滤、吸附、静电除尘、负离子和等离子体法及静电驻极过滤等。


机械过滤一般主要通过以下3种方式捕获微粒：直接拦截，惯性碰撞，布朗扩散机理，其对细小颗粒物收集效果好但风阻大，为了获得高的净化效率，滤芯需要致密并定期更换。
吸附是利用材料的大表面积及多孔结构捕获颗粒污染物，很容易堵塞，用于气体污染物去除效果更显著；

静电除尘是利用高压静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法，其风阻虽小但对较大颗粒和纤维捕集效果差，会引起放电，且清洗麻烦费时，易产生臭氧，形成二次污染。


负离子和等离子体法去除室内颗粒污染物的工作原理类似，都是通过使空气中的颗粒物带电，聚结形成较大颗粒而沉降，但颗粒物实际上并未移除，只是附着于附近的表面上，易导致再次扬尘。


静电驻极过滤有效阻隔空气中颗粒污染物，如粉尘、毛屑、花粉、细菌等，同时超低阻抗确保空调稳定运行及制冷效果。


传统的标准过滤介质能非常有效地去除10微米以上的颗粒物。当颗粒物的粒径除至5微米，2微米甚至亚微米的范围时，高效的机械式过滤系统就会变得比较昂贵，且风阻会显著增加。通过静电驻极空气过滤材料过滤,能以较低的能源消耗达到很高的捕获效率，同时兼具静电除尘低风阻的优点，但无需外接上万伏的电压，故不会产生臭氧,且由于其组成为聚丙烯材质，很方便抛弃处理。


拦截
空气中的尘埃粒子，随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的作用而移动，当微粒运动撞到其它物体，物体间存在的范德华力（是分子与分子、分子团与分子团之间的力）使微粒粘到纤维表面。进入过滤介质的尘埃有较多撞击介质的机会，撞上介质就会被粘住。较小的粉尘相互碰撞会相互粘结形成较大颗粒而沉降，空气中粉尘的颗粒浓度相对稳定。室内及墙壁的退色就因为这原因。
把纤维过滤器像筛子一样看待是错误的。


惯性和扩散
颗粒粉尘在气流中作惯性运动，当遇到排列杂乱的纤维时，气流改变方向，粒因惯性偏离方向，撞到纤维上而被粘结。粒子越大越容易撞击，效果越好。
小颗粒粉尘作无规则的布朗运动。颗粒越小，无规则运动越剧烈，撞击障碍物的机会越多，过滤效果也会越好。空气中小于0.1微米的颗粒主要作布朗运动，粒子小，过滤效果好。大于0.3微米的粒子主要作惯性运动,粒子越大效率越高。扩散和惯性都不明显得粒子最难过滤掉。测量高效过滤器性能时，人们经常规定测量最难测量的粉尘效率值。


静电作用
由于某种原因，纤维和微粒可能带上电荷，产生静电效应。带静电的过滤材料过滤效果可以明显改善。原因：静电使粉尘改变运动轨迹并撞上障碍物，静电使粉尘在介质上粘的更牢。
能长期带静电的材料也称作"驻极体"材料。材料带静电后阻力不变，过滤效果会明显改善。静电在过滤效果中不起决定作用，只起辅助作用。


化学过滤
化学过滤器主要有选择性的吸附有害气体分子。
活性碳材料中有大量看不见的微孔，有较大的吸附面积。米粒大小的活性碳中，微孔内面积有十几平方米大。
游离分子接触活性碳后，在微孔中凝聚成液体因毛细管原理呆在微孔中，有的与材料和而为一体。没有明显化学反应的吸附称为物理吸附。
有的对活性碳进行处理，被吸附的颗粒与材料进行反应，生成固体物质或无害气体，称为化学吸附。
活性碳在使用过程中材料的吸附能力不断减弱，当减弱到某一程度，过滤器将报废。如果仅为物理吸附，用加热或水蒸汽熏可使有害气体脱离活性碳，使活性碳再生。


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而沉降在纤维表面上，这种作用只有在微粒较大（>0.5um)时存在，这是微粒重力作用太小，当它还没有沉降到纤维上时已随气流通过纤维层。因而，对粒径小于0.5um的微粒的过滤，重力沉降完全可以忽略。

空气过滤器的结构如左图所示 从进口流入的压缩空气，被引进导流板（2），导流板上有均匀分布的类似风扇扇叶的斜齿，迫使高速流动的压缩空气沿齿的切线方向产生强烈的旋转，混杂在空气中的液态水油和较大的杂质在强大的离心力作用下分离出来，甩到水杯（7）的内壁上，流到水杯的底部。除去液态水油和较大杂质的压缩空气，再通过滤芯（3）的进一步过滤，清除微小的固态颗粒，然后从出口输出清洁的压缩空气。伞形挡水板⑸将水杯分隔成上下两部分，下部保持压力静区，可以防止高速旋转的气流吸起杯底的水油。聚集在杯底的水油从排水阀（8）放掉。空气过滤器必须竖直水杯向下安装。


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