防尘口罩过滤粉尘的原理

此一不二 · 发表于 2024-3-5 16:14

防尘口罩的各层过滤材料一般都由非织造布构成，依靠纤维过滤的方式实现过滤功能。通常纤维过滤粉尘原理有有五个方面：静电吸附、重力沉积、惯性沉积、扩散沉积效应和直接捕获。

（1）静电吸附

      作业环境的空气中浮游粒子多带有正电荷或负电荷。现代防尘口罩的过滤层纤维多为带有极化电荷的驻极体纤维。当空气中这些带电粒子在经过驻极体附近时，被强烈地吸附在驻极纤维上；而浮游粒子中不带电的粒子会在驻极体形成的电场中因感应而极化，也会被吸附在纤维上。

（2）重力沉积

是指穿过口罩滤料的一些质量相对较大的粒子在运动时，由于重力原因偏离流线方向，沉积到纤维上。

（3）惯性沉积

   空气中的粒子随气流通过过滤材料弯曲的网状通道时，其中动量较大的粒子由于惯性作用会偏离流线方向，与纤维发生碰撞而被捕获，并由于分子间的作用力而被截留，这就是惯性沉积。惯性沉积的发生取决于粒子的空气动力学直径，空气动力学直径大的粒子比直径小的粒子更容易撞击到纤维上。对于口罩来讲，气流中的大粒子密度较高、速度较快时惯性沉积作用比较明显。

（4）扩散沉积效应

   气流中的微粒与不断进行热运动的气体分子碰撞会产生随机的布朗运动，导致细小的粒子作无规则的运动，这种运动会导致粒子与纤维发生随机碰撞，尘埃颗粒因受纤维分子引力作用而被吸附。扩散沉积效应最易捕捉小尺度粒子和低速运动的粒子。

（5）直接捕获

   直接捕获是指随气流运动的较大粉尘粒子被过滤材料的机械筛滤作用截留，或者在流线接近纤维时，粒子与纤维发生接触，被纤维捕获。一般大粒径粒子主要靠直接捕获作用过滤，形状不规则的粒子较球形粒子更易被捕获。粒子直径与过滤纤维的直径的比率影响拦截效率。

   当过滤材料过滤空气中多分散的微粒时，在几种过滤机理共同作用下，比较小的微粒由于扩散作用而先在纤维上沉积，所以当粒径由小到大时，扩散效率逐渐减弱，比较大的微粒则在拦截和惯性作用下沉积。

   这样，与粒径有关的过滤效率曲线就有一个**点，这一点粒径下的总效率最小，因而这种微粒是最不容易在过滤材料中被捕集的微粒。

   通过检测各种防尘口罩的过滤材料对气流中多分散颗粒的过滤效率，最终发现0．31微米粒径的颗粒物所对应的过滤效率总是**的。因此，0.3微米粒径通常作为检测滤材过滤效率的颗粒物粒度指标。

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