3. Улавливание аэрозолей.
Существует два типа противоаэрозольных фильтров - абсолютные и не-абсолютные. Для улавливания частиц абсолютные фильтры используют "сито" из волокон, так что частицы, которые крупнее чем поры в фильтре не могут проникнуть через него. Но большинство фильтров, использующихся в респираторах - не абсолютные, что означает, что в них есть поры более крупные, чем улавливаемые частицы. В таких фильтрах для улавливания частиц используется сочетание эффекта зацепления, инерциального улавливания, диффузии и осаждения под действием электрических сил. То, какое именно сочетание этих способов проявится при улавливании, зависит от скорости протекания воздуха через фильтр и размера частиц. Ниже приводится краткое описание способов улавливания частиц. а. Эффект касания. Когда поток воздуха достигает фильтровальное волокно, расположенное на его пути поперёк потока, то чтобы обогнуть волокно, поток разделяется и сжимается. Обогнув волокно, поток снова соединяется (Фиг. 2-13). Если центр частицы, движущейся в этом потоке, окажется на расстоянии от волокна, меньшем радиуса частицы, то частица сталкивается с поверхностью волокна и захватывается им. Вероятность улавливания частиц таким способом возрастает с увеличением размера частиц. При улавливании частиц этим способом они движутся в струйке воздуха, не меняя своё положение, то есть - не двигаясь относительно воздуха. b. Гравитационное осаждение За счёт гравитационного осаждения улавливаются только крупные (больше 2 мкм) частицы. Поскольку для улавливания частиц этим способом используется сила тяжести, то скорость движения воздуха через фильтр должна быть низкой (Фиг. 2-14). с. Инерционное улавливание. При встрече с фильтровальным волокном поток воздуха сильно и быстро меняет направление движения (чтобы его обогнуть). А достаточно тяжёлые, инерционные частицы не могут сделать такой поворот, и избежать столкновения с волокном, и они ударяются о поверхность волокна (Фиг. 2-15). Инерция частиц зависит от их размера плотности, скорости и формы.
d. Диффузионное улавливание Маленькие частицы движутся под воздействием ударов молекул воздуха. Такие частицы могут случайным образом пересекать линию течения струйки воздуха и сталкиваться с волокном, мимо которого они проходят (Фиг. 2-16). Это случайное движение зависит от размера частиц и от температуры воздуха. При уменьшении размеров частиц и увеличении температуры диффузионная подвижность частиц увеличивается. Это увеличивает вероятность улавливания частиц. Уменьшение скорости движения воздуха через фильтр также увеличивает вероятность улавливания, поскольку частица находится рядом с волокном больше времени.
е. Электростатическое осаждение* При электростатическом осаждении и у фильтровального волокна, и у частицы есть заряды (противоположные). Поэтому частица притягивается к волокнам (Фиг. 2-17). Этот механизм улавливания улучшает осаждение частиц другими способами, особенно за счёт диффузии и зацепления. Как уже упоминалось ранее, полное сочетание механизмов улавливания, которое будет осаждать частицы на волокнах фильтра, зависит от нескольких факторов. Но всё-таки можно сделать некоторое обобщение. Большие частицы улавливаются за счёт инерции и зацепления. Лёгкие большие частицы улавливаются за счёт диффузии и зацепления. Очень маленькие частицы улавливаются за счёт диффузии.
Билет 2