Prečo sa účinnosť filtrácie môže znížiť pri veľmi nízkom prietoku vzduchu: vysvetlenie založené na mechanizme

Všeobecne sa predpokladá, že so zvyšujúcim sa prúdom vzduchu sa zvyšuje rýchlosť tváre a znižuje sa účinnosť filtrácie. Inými slovami,  nižší prietok vzduchu (nižšia rýchlosť) by mal viesť k vyššej účinnosti filtrácie.

V skutočnom testovaní - napríklad pri  500 m³/h - sa niekedy pozoruje opak:  účinnosť klesá, keď sa zníži prietok vzduchu.  Cieľom tohto článku je analyzovať základné dôvody. Tento fenomén bol pozorovaný aj skúsenými odborníkmi v odvetví filtrácie a tu zdieľame naše zistenia a diskusie.

1. Filtračné mechanizmy  a  ich  reakcia  na prúdenie vzduchu

Filtrácia sa spolieha na niekoľko mechanizmov:

Teoreticky by mal nižší prietok vzduchu zvýšiť difúziu - dominantný mechanizmus pre častice MPP - a tým zlepšiť účinnosť.

2. Prečo  môže účinnosť  klesnúť  pri  veľmi  nízkom prietoku vzduchu

Napriek teoretickej výhode môžu tieto praktické a fyzikálne faktory viesť k zníženiu účinnosti pri veľmi nízkych prietokoch:

a.  MPP  sa posúva na  väčšiu  veľkosť

• Pri nízkych rýchlostiach tváre sa  MPP  môžu  posunúť smerom k väčším veľkostiam častíc  (napr. Bližšie k 0,3 μm).

• To znižuje účinnosť difúzie a ak sú potlačené aj inerciálne mechanizmy, klesá celková účinnosť.

b.  Častice prúdia obchádzajúce vlákna

• Pri ultra nízkych rýchlostiach sa prúdenie vzduchu stáva laminárnejším a stabilnejším.

• Častice  môžu  sledovať  prúdové línie a prechádzať medzi vláknami bez  interakcie , najmä vo filtroch s veľkou veľkosťou pórov alebo široko rozmiestnenými vláknami.

c.  Filtračné médium  nie je  optimalizované pre difúziu

• Niektoré materiály zo sklenených vlákien sú určené na výkon pri štandardnom alebo miernom prúde vzduchu.

• Pri nízkej rýchlosti  difúzne zachytenie  nemusí  ,  postačovať na  to  aby dominovali celkový výkon.

d.  Prietokové nasmerovanie  alebo  nerovnomerné zaťaženie

• Nízky prietok vzduchu znižuje turbulencie a miešanie, čo pravdepodobne vedie k  nerovnomernému rozdeleniu častíc  cez filter.

• To môže mať za následok lokalizovanú nedostatočnú výkonnosť.

e.  Plytké  alebo  tenké filtračné médium

• Ak je filtračné médium relatívne tenké, dlhší čas na pobyt častíc pri nízkych rýchlostiach nemusí nevyhnutne rovnať väčšiemu kontaktu s vláknami.

• V niektorých konfiguráciách sa častice môžu prechádzať bez zmysluplnej odchýlky.

3. Záver

Zatiaľ čo nižší prietok vzduchu môže teoreticky zlepšiť účinnosť filtrácie prostredníctvom zvýšenej difúzie, správanie filtra  v reálnom svete  závisí  od  štruktúry filtračného média,  MPP a  charakteristík  prúdu vzduchu  dynamiky . V niektorých prípadoch, najmä pri konkrétnych materiáloch alebo obmedzeniach konštrukcie,  účinnosť  môže  skutočne klesať pri  ultra nízkych  rýchlostiach čelí, ako je 500  m³/h.

Pri testovaní filtrov v neštandardných podmienkach toku je teda nevyhnutné interpretovať výsledky v kontexte filtračnej fyziky-nielen čísla merania.

Ak chcete získať  ďalšie informácie o testovaní filtra  HEPA/ULPA  alebo  o diskusii o svojich  konkrétnych požiadavkách na filtráciu,  neváhajte  a kontaktujte  náš  technický  tím.