Чому ефективність фільтра знижується з товщиною?

8

Я розумію, що найважливіші параметри для фільтра - це, в основному, падіння тиску та товщина, які впливають на ефективність. Однак чому товщина викликає зміну ефективності?

Мені особливо цікаво використання нановолокон як фільтрів, і чому зменшений діаметр збільшує ефективність.

mechanical-engineering fluid-mechanics fluid-filtration

— Користувач2341
джерело

Коли ви говорите, що товщина є параметром, ви говорите про товщину волокна або загальну товщину фільтра? Я розгублений, тому що ви говорите про діаметр волокна в кінці свого питання. Ви замість цього говорите про розмір відкриття?

— туман

Товщина загального фільтра, хоча

— мене

1

Товстіший фільтр зменшить витрату . Це майже напевно підвищить ефективність , тобто чистоту відфільтрованої речовини.

— СФ.

7

Більше матеріалів на шляху потоку спричиняє більше тиску.

Подумайте про більш товстий фільтр, як про два фільтри послідовно. Наприклад, якщо фільтр розвиває 0,1 PSI через нього, коли через нього проходить 100 потоків повітря CFM, то два фільтри в одному і тому ж потоці повітря 100 CFM повинні разом скидати 0,2 PSI.

Залежно від того, які саме ваші критерії ефективності, більше фільтрів серій може знизити ефективність. Якщо перший фільтр блокує всі про вас важливі частинки, то додаткові фільтри викликають лише більше тиску без кращої фільтрації. Наприклад, розглянемо два вікна на одному вікні. Зовнішній вже блокує всіх комарів, тому внутрішній не покращує загальний екран. Однак це ускладнює бачення через загальний екран. Якщо ви розглядаєте ефективність як комарів, заблокованих на світло, заблокованих, то два екрани явно менш ефективні, ніж один екран.

— Олін Латроп
джерело

Складається враження, що ефективність фільтра обумовлена тим, що між екраном на екрані розташовуються відстані, використовуючи вашу метафору. Якщо це правда, чому насправді властивості проводів на екрані мають значення?

— User2341

2

Фільтри можна оцінити за кількома різними параметрами. "ефективність" - це широкий термін, який не дає кращого розуміння в цій програмі. Ось кілька кращих показників, які слід врахувати:

Максимальний витрата (такий же, як падіння тиску або ККД при розгляді втрати потужності від перепаду тиску. Пропорційно збільшується з площею поверхні фільтра.)
Максимальний тиск (до розриву)
Матеріал (хімічна стійкість)
Зберігання (скільки забруднень може утримувати фільтр; як швидко збільшується перепад тиску)
Максимальний діаметр частинок, які можуть протікати наскрізь. (наприклад, 1 мікрон, 10 мікрон, 400 меш )
Інші використовувані технології / принципи (вихор, змочування олії, діатомовий фільтр, самоочищення, гравітація, очищення та ін.)

У бавовняному (або іншому волоконному) балончику з намотуваним фільтровим фільтрам є додаткова товщина, що перевищує необхідну для архівації максимальної кількості частинок 1 мікрон. Цей додатковий носій збільшує зберігання фільтра; надаючи йому відкриту площу поверхні, навіть якщо фільтр забруднений. Якби на зовнішній поверхні була одна мікронна мембрана, вона швидко закупорилася б навіть при найменшому забрудненні. Отже, хоча товстіший фільтр може спочатку мати більший перепад тиску для заданого потоку та площі поверхні, він прослужить набагато довше, ніж тонкий фільтр, який швидко заткнеться та матиме ще більший перепад тиску.

Нано волокна привабливі для фільтрації, оскільки об'ємне відношення порожнього простору до волокон набагато більше для бажаного показника розміру частинок. Більша кількість порожнього простору одночасно зменшує опір потоку (падіння тиску) і збільшує місткість фільтра. Це може бути легше візуалізувати в крайностях; Ви можете зробити фільтр на 400 мкм із стержнями, обробленими діаметром 1 дюйм, розміщеними поруч, але максимальний витрата і зберігання були б дуже низькими порівняно з тією ж площею бавовняної тканини, що складається з дрібних волокон.

— ericnutsch
джерело