Funktionsweise von Filterelementen – Teil 2

Wir fassen unseren zweiteiligen Leitfaden zur Funktionsweise von Filterelementen zusammen, indem wir die Wissenschaft hinter ihrem Erfolg erklären.

Hier erklären wir, wie Filterelemente, die feste Partikel und flüssige Aerosole aus einem Gas abscheiden, eine Kombination verschiedener physikalischer Prinzipien nutzen, um das Gas so rein wie möglich zu machen.

Die Filtration nutzt –

Brownsche Bewegung
Kräfte der Trägheit
Direktes Abfangen
Sieben

Das durchdringendste Teilchen

Das „durchdringendste Partikel“ ist am schwierigsten zu entfernen und fällt in den Bereich von 0,1 bis 0,3 Mikrometer. Der Filter muss so konstruiert sein, dass die Fasern nahe genug beieinander liegen, damit die Partikel nahe an der Faser vorbeikommen und durch die Van-der-Waals-Kräfte anhaften.

Brownsche Bewegung

Brownsche Bewegung (Diffusion) ist die zufällige Bewegung des Partikels oder Aerosols im Gasstrom, die durch die Kollision mit Atomen des Gases auf molekularer Ebene verursacht wird. Hier ist zu sehen, wie das Partikel mit der Faser kollidiert, während es sich frei im Gasstrom bewegt.

Je kleiner das Partikel (weniger als 0,1 Mikrometer) ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass dieses Partikel mit einer Filterelementfaser kollidiert und somit aus dem Gasstrom gefiltert wird. Filterelemente, die sich die Brownsche Molekularbewegung zunutze machen, erzielen eine bessere Filtrationsleistung, wenn es um kleinste abzuscheidende Partikelgrößen geht.

Trägheit

Teilchen, die größer als etwa 0,3 Mikrometer sind, folgen aufgrund ihrer Trägheit nicht dem Luftstrom durch die Fasern. Diese Partikel werden beim Berühren der Fasern aufgefangen und herausgefiltert. Beim Umströmen der Faser bewegt sich die Gasströmungslinie in einer Kurve und das schwere Teilchen bewegt sich aufgrund seiner Trägheit bei höheren Geschwindigkeiten in einer geraden Linie fort, so dass es mit der Faser kollidiert.

Direktes Abfangen

Partikel können einer Gasströmungslinie folgen und dennoch ohne Trägheitswirkung aufgenommen werden, wenn die Strömung nahe an einer Faser stattfindet. Fließt beispielsweise ein Partikel mit einem Durchmesser von 1 Mikrometer in einem Gasstrom an einer Faser im Abstand von< 0,5 Mikron, diese Partikel berühren die Faser und werden entfernt.

Sieben

Partikel sind größer als die Poren zwischen den Fasern und werden zwischen ihnen eingeschlossen.

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