Глава 3. Фильтры

3.1. Классификация фильтров

Процесс фильтрации через пористые перегородки можно рассматривать как сочетание механизмов инерционного столкновения, перехвата и диффузии. На эффективность процесса фильтрации оказывают влияние гравитационные, тепловые и электрические силы. Мелкие волокна по сравнению с крупными обеспечивают более высокую эффективность процесса, так как они характеризуются более высокими параметрами инерционного столкновения и перехвата, а также большей общей площадью поверхности на единицу объема, что создает благоприятные условия для диффузии. При плотной набивке волокон эффективность улавливания повышается за счет благоприятных интерференционных воздействий волокон. Однако очень плотная набивка приводит к резкому повышению газодинамического сопротивления.

Эффективность процесса фильтрации, особенно для частиц пыли размером до 1 мкм, в значительной степени зависит от их электрической заряженности: наличие разноименных зарядов на частицах или волокнах повышает эффективность фильтрации. И, наоборот, если заряды частиц пыли и волокон однозначны и сила, возникающая в результате отталкивания, превышает поляризационные силы притяжения, эффективность процесса фильтрации снижается [22].

Предварительная зарядка частиц и наложение электрического поля изменяют структуру формирующегося на ткани пылевого слоя, который имеет шероховатую поверхность, становится более рыхлым, частицы образуют разветвленные цепи, так называемые дендриты. Такой слой оказывает меньшее сопротивление проходящему газопылевому потоку и в большинстве случаев повышает степень очистки. Однако при повышенном влагосодержании (до 70 %) и высоких скоростях газопылевого потока (до 6 м/мин) этот эффект проявляется слабее [39]. Осажденные в объеме фильтрующего материала или накопленные на его поверхности частицы служат для вновь поступающих частиц составным элементом фильтрующей среды, повышающим степень очистки. Однако по мере накопления частиц газопроницаемость фильтрующего материала уменьшается, поэтому периодически требуется регенерация материала или его замена. При улавливании жидких частиц накапливающаяся жидкость удаляется из пористой перегородки самопроизвольно.