過濾器,，你了解多少,？（一）
過濾器是如何工作的
空氣中的塵埃粒子,，或隨氣流運(yùn)動,，或作無規(guī)則運(yùn)動,，或受某種場力的作用而移動,。當(dāng)運(yùn)動中的粒子撞到障礙物,，粒子與障礙物表面間存在的范德瓦爾斯力使他們粘在一起,。?
范德瓦爾斯力也稱“范德華力”，是指兩個物體接觸時,，表面間存在一種微小的引力,，它不是人們熟悉的萬有引力，不是磁力,，也不是靜電力,，它是一種分子與分子、分子團(tuán)與分子團(tuán)之間的力,。
從微觀上講,，單個原子或分子中帶負(fù)電的電子云有個中心，帶正電的原子核也有個中心,，當(dāng)這兩個中心不重合,，就產(chǎn)生電偶矩。單個偶極可能瞬息萬變,，也可能相對穩(wěn)定,，但多個偶極湊在一起，就會對周圍物體產(chǎn)生引力。這種引力很微弱,，其量值比化學(xué)鍵小1～2個數(shù)量級,。它的作用區(qū)間也很窄，距離大了引力消失,；距離太近（＜7?）時電子云重疊,，相鄰分子又互相排斥。
過濾器中的過濾介質(zhì)如迷宮,，置身其中的粉塵比平時有更多機(jī)會撞擊障礙物,，并因過濾介質(zhì)中無處不在的范德瓦爾斯力而留下來。在特定情況下,，靜電力也參與捕捉粉塵的過程,。如果過濾介質(zhì)帶靜電，過濾效果會明顯改善,，其原因之一是靜電力使粉塵改變軌跡而撞擊障礙物,，之二是靜電力比范德瓦爾斯力更容易將粉塵粘住。粉塵也可以被人為地加上靜電,，使他們?nèi)菀妆黄渌矬w吸附,，例如靜電過濾器和電除塵器。
纖維過濾材料既有效地?cái)r截塵埃粒子,，又不對氣流形成過大阻力,。無規(guī)則排列的纖維材料符合這些要求。雜亂交織的纖維形成對粉塵的無數(shù)道屏障,，纖維間寬闊的空間允許氣流順利通過(見圖),。 ?
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過濾材料與粉塵的電鏡照片
?慣性攔截
? ?大粒子在氣流中作慣性運(yùn)動。氣流遇障繞行,，粒子因慣性偏離氣流方向并撞到障礙物上,，見圖。粒子越大,，慣性力越強(qiáng),，撞擊障礙物的可能性越大，因此過濾效果越好,。
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粉塵撞擊過濾材料示意圖
擴(kuò)散攔截
小粒子因無規(guī)則的布朗運(yùn)動撞擊障礙物（見上圖）。對無規(guī)則運(yùn)動作數(shù)學(xué)處理時使用傳質(zhì)學(xué)中的“擴(kuò)散”理論,，所以有擴(kuò)散原理一說,。粒子越小，無規(guī)則運(yùn)動越劇烈,，撞擊障礙物的機(jī)會越多,，因此過濾效果越好。
效率隨塵粒大小而異?
過濾效率與粒徑的關(guān)系
小于0.1 μm（微米）的粒子布朗運(yùn)動劇烈，主要作擴(kuò)散運(yùn)動,，粒子越小,，撞擊過濾介質(zhì)的幾率越大，因此過濾效率越高,；大于0.3 μm的粒子主要作慣性運(yùn)動,，粒子越大，效率越高,。 ?
在慣性和擴(kuò)散都不顯著的0.1 μm～0.3 μm之間,，效率有一處蕞低點(diǎn)，該粒徑大小的粉塵很難過濾,。
粉塵粒度分布?
在自然界,，微小粉塵因布朗運(yùn)動相互碰撞而聚成大顆粒，大顆粒粉塵又因重力而沉降,，碰撞不那么頻繁,、又不容易沉降的粉塵相對穩(wěn)定地懸浮在大氣中。 ?
室外空氣中,，按顆粒數(shù)量計(jì)99.9%的粉塵粒徑小于1 μm,；若按重量計(jì)，占總重量50%～95%的粉塵小于10 μm,。?
現(xiàn)代,，人類活動揚(yáng)起大量灰塵，如燃燒,、工業(yè)污染,、建筑活動、汽車等等,。與以前相比,，我們遇到的粉塵，數(shù)量多了,，粒徑小了,，對人體造成的危害也增大了。 ?
空氣中的氮氧化物和碳?xì)浠衔?，遇到陽光照射,，產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，氣體分子變成顆粒物,。反應(yīng)多了,，就形成“霾”。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
典型顆粒物尺度
美國斯坦福研究所（Stanford Research Institute）的研究人員曾勾畫了一張粉塵顆粒度比較圖,，幾十年來,，那張圖被廣泛引用,，斯坦福研究所也在不斷地修改、補(bǔ)充那張圖,。下圖就是那張粉塵顆粒度比較圖,。
典型顆粒物尺度
可吸入顆粒物及國家標(biāo)準(zhǔn)?
人的鼻子是個“過濾器”，那里的鼻毛,、分泌物和黏膜可以將大多數(shù)大于10 μm的粉塵過濾掉,，只有小于10 μm的顆粒物才可能進(jìn)入氣管和肺部。因此,，官方將“可吸入顆粒物”定義為“空氣中≤10 μm的顆粒物”,，標(biāo)為PM10?？諝庵械娜糠蹓m量為“總懸浮顆粒物”,，去掉其中10 μm以上的粉塵，剩下的就是“可吸入顆粒物”,。另有人說≤2.5 μm的顆粒物更容易進(jìn)入肺部,，對人更有害，于是將可吸入顆粒物定義為≤2.5 μm的物質(zhì),，標(biāo)為PM2.5,。 ?對于室外環(huán)境，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定的總懸浮顆粒物和可吸入顆粒物見表,。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18883-2002 室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定,，室內(nèi)環(huán)境中可吸入顆粒物PM10的濃度應(yīng)≤0.15 mg/m3。
大氣平均顆粒物與空氣質(zhì)量級別
| 空氣質(zhì)量級別 | I | II | III | |
| 總懸浮顆粒物,，mg/m3 | 年平均? | 0.08 | 0.20 | 0.30 |
| 日平均 | 0.12 | 0.30 | 0.50 | |
| 可吸入顆粒物PM10,mg/m3 | 年平均 | 0.04 | 0.10 | 0.15 |
| 日平均 | 0.05 | 0.15 | 0.25 | |