流宽度为 b 中的颗粒)；被纤维捕获，而大于 b 的气流中的颗粒绕过纤维继续前 进。因为过滤层是无数层单纤维组成的，所以就增朗了捕获的机会。下面分述颗 粒被捕获的作用机理以及它们的大小和关系。 一、惯性捕集作用 在过滤器中的滤层交错着无数的纤维，好像形成层层的网格，随着纤维直径 减小，充填密度的增大，所形成的网格就越紧密，网格的层数也就越多，纤维间 的间隙就越小。当带有微生物的空气通过滤层时，无论顺纤维方向流动或是垂直 于纤维方向流动，仅能从纤维的间隙通过。由于纤维交错所阻迫，使空气要不断 改变运动方向和速度才能通过滤层。图 6-3 中的 df 为纤维断面的直径，当微粒随 气流以一定速度垂直向纤维方向运动时，因障碍物(介质)的出现，空气流线由直 线变成曲线，即当气流突然改变方向时，沿空气流线运动的微粒由于惯性作用仍 然继续以直线前进。惯性使它离开主导气流；走的是图中虚线的轨迹。气流宽度 b 以内的粒子，与介质碰撞而被捕集。这种捕集由于微粒直冲到纤维表面，因摩 擦粘附，微粒就滞留在纤维表面上，这称为惯性冲击滞留作用。 惯性捕集是空气过滤器除菌的重要作用，其大小取决于颗粒的动能和纤维的 阻力，也就是取决于气流的流速。惯性力与气流流速成正比，当流速过低时，惯 性捕集作用很小，甚至接近于零；当空气流速增至足够大时，惯性捕集则起主导 作用。 纤维能滞留微粒的宽度区间 b 与纤维直径 df 之比，称为单纤维的惯性冲击捕 集效率 ηl。 b 的大小由微粒的运动惯性所决定。微粒的运动惯性越大，它受气流换向干 扰越小，b 值就越大。同时，实践证明，捕集效率是微粒惯性力的无因次准数 φ 的函数： ηl=f（φ） 准数 φ 与纤维的直径、微粒的直径、微粒的运动速度的关系为： d f b 1 = Pa s k g m d m d m v m s c d c d v p p f f p p = ：空气粘度， ：微粒密度， ； ：微粒直径， ； ：纤维直径， ； ：微粒（即空气）的流速， ； 式中 ：层流滑动修正系数； 3 0 0 3 / / (1) 18
流宽度为 b 中的颗粒)；被纤维捕获，而大于 b 的气流中的颗粒绕过纤维继续前 进。因为过滤层是无数层单纤维组成的，所以就增朗了捕获的机会。下面分述颗 粒被捕获的作用机理以及它们的大小和关系。 一、惯性捕集作用 在过滤器中的滤层交错着无数的纤维，好像形成层层的网格，随着纤维直径 减小，充填密度的增大，所形成的网格就越紧密，网格的层数也就越多，纤维间 的间隙就越小。当带有微生物的空气通过滤层时，无论顺纤维方向流动或是垂直 于纤维方向流动，仅能从纤维的间隙通过。由于纤维交错所阻迫，使空气要不断 改变运动方向和速度才能通过滤层。图 6-3 中的 df 为纤维断面的直径，当微粒随 气流以一定速度垂直向纤维方向运动时，因障碍物(介质)的出现，空气流线由直 线变成曲线，即当气流突然改变方向时，沿空气流线运动的微粒由于惯性作用仍 然继续以直线前进。惯性使它离开主导气流；走的是图中虚线的轨迹。气流宽度 b 以内的粒子，与介质碰撞而被捕集。这种捕集由于微粒直冲到纤维表面，因摩 擦粘附，微粒就滞留在纤维表面上，这称为惯性冲击滞留作用。 惯性捕集是空气过滤器除菌的重要作用，其大小取决于颗粒的动能和纤维的 阻力，也就是取决于气流的流速。惯性力与气流流速成正比，当流速过低时，惯 性捕集作用很小，甚至接近于零；当空气流速增至足够大时，惯性捕集则起主导 作用。 纤维能滞留微粒的宽度区间 b 与纤维直径 df 之比，称为单纤维的惯性冲击捕 集效率 ηl。 b 的大小由微粒的运动惯性所决定。微粒的运动惯性越大，它受气流换向干 扰越小，b 值就越大。同时，实践证明，捕集效率是微粒惯性力的无因次准数 φ 的函数： ηl=f（φ） 准数 φ 与纤维的直径、微粒的直径、微粒的运动速度的关系为： d f b 1 = Pa s k g m d m d m v m s c d c d v p p f f p p = ：空气粘度， ：微粒密度， ； ：微粒直径， ； ：纤维直径， ； ：微粒（即空气）的流速， ； 式中 ：层流滑动修正系数； 3 0 0 3 / / (1) 18
由上式可见，空气流速 v0 是影响捕集效率的重要参数。在一定条件下(微生 物微粒直径、纤维直径、空气温度)，改变气流的流速就是改变微粒的运动惯性 力；当气流速度下降时，微粒的运动速度随之下降，微粒的动量减少，惯性力减 弱，微粒脱离主导气流的可能性也减少，相应纤维滞留微粒的宽度 b 减小，即捕 集效率下降。气流速度下降到微粒的惯性力不足以使其脱离主导气流对纤维产生 碰撞，即在气流的任一处，微粒也随气流改变运动方向绕过纤维前进，即 b＝o 时，惯性力无因次准数 φ＝1/16，纤维的碰撞滞留效率等于零，这时的气流速度 称为惯性碰撞的临界速度 vc。vc 是空气在纤维网格间隙的真实速度，它与容器空 截面时空气速度 vs 的关系受填充密度 α 的影响。 临界速度 vc 的值随纤维直径和微粒直径而变化。图 6-4 表示了几种不同直径 的微粒对不同直径纤维的临界速度。 图 6-4 空气的临界速度 vc 二、拦截捕集作用 气流速度降低到惯性捕集作用接近于零时，此时的气流速度为临界速度。气 流速度在临界速度以下时，微粒不能因惯性滞留于纤维上，捕集效率显著下降。 但实践证明，随着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕集效率又回升，说明有 另一种机理在起作用，这就是拦截捕集作用
由上式可见，空气流速 v0 是影响捕集效率的重要参数。在一定条件下(微生 物微粒直径、纤维直径、空气温度)，改变气流的流速就是改变微粒的运动惯性 力；当气流速度下降时，微粒的运动速度随之下降，微粒的动量减少，惯性力减 弱，微粒脱离主导气流的可能性也减少，相应纤维滞留微粒的宽度 b 减小，即捕 集效率下降。气流速度下降到微粒的惯性力不足以使其脱离主导气流对纤维产生 碰撞，即在气流的任一处，微粒也随气流改变运动方向绕过纤维前进，即 b＝o 时，惯性力无因次准数 φ＝1/16，纤维的碰撞滞留效率等于零，这时的气流速度 称为惯性碰撞的临界速度 vc。vc 是空气在纤维网格间隙的真实速度，它与容器空 截面时空气速度 vs 的关系受填充密度 α 的影响。 临界速度 vc 的值随纤维直径和微粒直径而变化。图 6-4 表示了几种不同直径 的微粒对不同直径纤维的临界速度。 图 6-4 空气的临界速度 vc 二、拦截捕集作用 气流速度降低到惯性捕集作用接近于零时，此时的气流速度为临界速度。气 流速度在临界速度以下时，微粒不能因惯性滞留于纤维上，捕集效率显著下降。 但实践证明，随着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕集效率又回升，说明有 另一种机理在起作用，这就是拦截捕集作用