Filtrenin çok küçük parçacıkları tutmakta zorlandığı yaygın bir varsayımdır. Gerçek daha ilginçtir: verim eğrisi U şeklindedir ve en düşük verim orta bir boyutta görülür.
Üç mekanizma, üç boyut aralığı
Difüzyon. Çok küçük parçacıklar Brown hareketiyle rastgele savrulur ve lifle çarpışma olasılıkları yüksektir. Küçüldükçe verim artar.
Süzme ve çarpma. İri parçacıklar akım çizgisini takip edemez, ataletle life çarpar ya da geçemeyecek kadar büyüktür. Büyüdükçe verim artar.
Arada kalan boyut. İkisinin de zayıf olduğu bir aralık vardır — en çok geçen parçacık boyutu (MPPS). Yüksek verimli filtre sınıflandırması tam olarak bu boyuttaki verime göre yapılır [1].
Pratik sonucu şudur: bir filtreyi 0,3 µm verimiyle değerlendirmek standarda uygun olabilir ama sistem tasarımında asıl bakılması gereken, sizin tozunuzun boyut dağılımıdır.
Hız da verimi etkiler
Yüzey hızı arttıkça difüzyon için kalan süre azalır, dolayısıyla ince taraftaki verim düşer. Aynı filtre, daha yüksek debide hem daha çok basınç kaybeder hem daha az tutar. Fan büyütmek bu yüzden her zaman çözüm değildir.
Modelleme
Filtre, akış alanında bir gözenekli bölge olarak temsil edilir; basınç kaybı-debi eğrisi üretici verisinden alınır. Filtrenin kendi iç yapısını çözmek gerekmez ve pratik değildir.
Asıl analiz sorusu genellikle filtrenin kendisi değil, ona giden akışın dağılımıdır: hava filtre yüzeyine eşit dağılmıyorsa, yüksek hızlı bölgeler hem erken tıkanır hem daha az tutar. Filtre ömrü büyük ölçüde bu dağılımla belirlenir.
Kirlenme zamanla değişir
Tıkandıkça direnç artar, debi düşer ve sistem çalışma noktası kayar. Bkz. fan çalışma noktası notu. Analiz temiz ve kirli filtre direnciyle iki kez koşulmalıdır; tasarım kirli koşulda da çalışmalıdır.
Kaynaklar
- ISO 29463 / EN 1822. High efficiency filters and filter media for removing particles from air — Classification, performance testing and marking.
- Ergun, S. (1952). Fluid flow through packed columns. Chemical Engineering Progress, 48(2), 89–94.