Tại sao hiệu quả lọc giảm theo độ dày?

8

Tôi hiểu rằng các thông số quan trọng nhất cho bộ lọc về cơ bản là giảm áp suất và độ dày, cả hai đều ảnh hưởng đến hiệu quả. Tuy nhiên tại sao độ dày gây ra sự thay đổi về hiệu quả?

Tôi đặc biệt quan tâm đến việc sử dụng các sợi nano làm bộ lọc và tại sao đường kính giảm làm tăng hiệu quả.

mechanical-engineering fluid-mechanics fluid-filtration

— Người dùng2341
nguồn

Khi bạn nói rằng độ dày là một tham số, bạn đang nói về độ dày sợi hoặc tổng độ dày của bộ lọc? Tôi bối rối vì bạn nói về đường kính sợi ở cuối câu hỏi của bạn. Thay vào đó bạn đang nói về kích thước mở?

— hazzey

Độ dày của bộ lọc tổng, mặc dù tôi cũng quan tâm đến đường kính sợi

— User2341

1

Bộ lọc dày hơn sẽ làm giảm tốc độ dòng chảy . Nó gần như chắc chắn sẽ cải thiện hiệu quả , đó là độ tinh khiết của chất được lọc.

— SF.

7

Nhiều thứ hơn theo cách của dòng chảy gây ra áp lực ngược nhiều hơn.

Hãy nghĩ về một bộ lọc dày hơn là hai bộ lọc nối tiếp. Ví dụ: nếu một bộ lọc phát triển 0,1 PSI trên nó khi luồng không khí 100 CFM đi qua nó, thì hai bộ lọc trong cùng luồng không khí 100 CFM phải cùng nhau giảm 0,2 PSI trên chúng.

Tùy thuộc vào chính xác tiêu chí của bạn về hiệu quả là gì, nhiều bộ lọc trong chuỗi có thể làm giảm hiệu quả. Nếu bộ lọc đầu tiên chặn tất cả các hạt bạn quan tâm, thì bộ lọc bổ sung chỉ gây ra áp lực ngược nhiều hơn mà không có bộ lọc nào tốt hơn. Ví dụ, hãy xem xét hai màn hình cửa sổ trên cùng một cửa sổ. Cái bên ngoài đã chặn tất cả các con muỗi, vì vậy cái bên trong không làm cho màn hình tổng thể hoạt động tốt hơn. Tuy nhiên, điều đó làm cho việc nhìn qua màn hình tổng thể trở nên khó khăn hơn. Nếu bạn xem xét hiệu quả vì muỗi bị chặn trên mỗi ánh sáng bị chặn, thì hai màn hình rõ ràng kém hiệu quả hơn một màn hình.

— Máy tiện Olin
nguồn

Có vẻ như hiệu quả của bộ lọc là do khoảng cách giữa các dây trong màn hình, sử dụng phép ẩn dụ của bạn. Nếu điều này là đúng, tại sao các thuộc tính của dây trong màn hình thực sự quan trọng?

— Người dùng2341

2

Bộ lọc có thể được đánh giá bởi một vài thông số khác nhau. "Hiệu quả" là một thuật ngữ rộng không cho vay để hiểu rõ hơn trong ứng dụng này. Dưới đây là một số số liệu tốt hơn để xem xét:

Lưu lượng tối đa (giống như giảm áp suất hoặc hiệu quả khi xem xét tổn thất điện năng từ sụt áp. Tăng theo tỷ lệ với diện tích bề mặt bộ lọc.)
Áp suất tối đa (trước khi vỡ)
Vật liệu (kháng hóa chất)
Lưu trữ (bộ lọc có thể chứa bao nhiêu ô nhiễm; mức giảm áp suất tăng nhanh)
Đường kính tối đa của các hạt có thể chảy qua. (ví dụ: 1 micron, 10 micron, 400 lưới )
Các công nghệ / nguyên tắc khác được sử dụng (xoáy, làm ướt dầu, hỗ trợ bộ lọc đất tảo cát, tự làm sạch, lắng trọng lực, cọ rửa, v.v.)

Trong hộp lọc vết thương bằng bông (hoặc sợi khác), có độ dày bổ sung vượt quá mức cần thiết để lưu trữ xếp hạng hạt tối đa 1 micron. Phương tiện bổ sung này làm tăng lưu trữ của bộ lọc; cho nó diện tích bề mặt mở ngay cả khi bộ lọc bị ô nhiễm. Nếu có một màng 1 micron duy nhất ở bề mặt bên ngoài, nó sẽ nhanh chóng bị nhiễm ngay cả khi bị nhiễm bẩn nhẹ nhất. Vì vậy, trong khi bộ lọc dày hơn ban đầu có thể có độ sụt áp lớn hơn cho một dòng chảy và diện tích bề mặt nhất định, nó sẽ tồn tại lâu hơn nhiều so với bộ lọc mỏng có thể cắm nhanh và giảm áp suất thậm chí còn lớn hơn.

Sợi nano hấp dẫn để lọc vì tỷ lệ khối lượng không gian trống so với sợi lớn hơn nhiều đối với xếp hạng kích thước hạt mong muốn. Lượng không gian trống lớn hơn vừa làm giảm sức cản dòng chảy (giảm áp suất) vừa tăng khả năng lưu trữ của bộ lọc. Nó có thể dễ dàng hơn để hình dung ở các thái cực; bạn có thể tạo bộ lọc 400 micron với các thanh gia công có đường kính 1 inch đặt cạnh nhau, nhưng tốc độ dòng chảy và lưu trữ tối đa sẽ rất thấp so với cùng một diện tích bề mặt của vải cotton gồm các sợi nhỏ.

— ericnutsch
nguồn