Hava Filtrelerinin Mekanizması


Filtrelerin, tozları yakalanmasını sağlayan farklı etkiler vardır. Bunlar;

  • Elek Etkisi
  • Atalet Etkisi
  • Yakalanma Etkisi
  • Difüzyon Etkisi
  •  

Elek Etkisi : En basit mekanizma olarak tanımlanabilen elek tipi filtrasyon etkisinde şekilde görüldüğü gibi çapı filtre elemanı olarak kullanılan iki elyaf iplikçiğinin arasındaki açıklıktan daha büyük olan taneciklerin tutulması olayıdır. 

 

Atalet Etkisi : Akım iplikçiklerinin önüne bir filtre elyafı çıktığı zaman onun etrafında paralelliklerini bozmadan dönerek yollarına devam ederler. Ancak akış içinde sürüklenen tanecikler ataletleri dolayısıyla filtre elyafı etrafında dönemeyerek, elyafa çarpıp onun yüzeyine yapışırlar. Bu etki hava hızının artması, tanecik çapının büyümesi ve elyaf çapının küçülmesi ile artar.

Yakalanma Etkisi : Tanecik çapı çok küçük ise tanecik hava ile beraber elyaf iplikçiği etrafında bir yörünge takip edebilir. Ancak bu yörünge taneciğin elyaf etrafındaki hareketinde, elyafa tanecik yarı çapından daha yakın bir yerden geçiyorsa, tanecik elyaf tarafından yakalanır ve elyafa yapışır. Tanecik çapı artıp, elyaf çapı ve elyaf iplikçikleri arasındaki mesafe azaldıkça bu etki artar. Bir filtre elyafı içinde, tutulmak istenen tanecik çapına yakın ne kadar küçük çaplı filtre elyafı varsa bu yakalama etkisi de o derece kuvvetli olur. 


  
Difüzyon Etkisi : Tanecik çapının 1μm’den daha küçük olması halinde, taneciklerle çarpışan gaz molekülleri onların düzensiz hareket etmelerine neden olabilmektedir. Gaz moleküllerinin Brownian hareketi denen bu davranışları sonucu filtre elyafı ile çarpışan tanecikler onlara yapışabilmektedir. Bu etki hava hızı, tanecik çapı ve elyaf çapı küçüldükçe artmaktadır.

Bir filtrenin toplam verimi bu dört filtrasyon etkisinin toplamından oluştuğu için, toplam verimin belli koşullar altında, belli bir minimum değeri olacaktır. Büyüyen tanecik boyutu ile yakalanma ve atalet etkileri artarken, difüzyon etkisi ise azalmaktadır. Bu da, bir filtrede yakalanması en zor olan belirli bir tanecik boyutunun varlığına işaret etmektedir (MPPS). Şekilde cam yünü elyafından yapılmış hassas bir filtrede, bütün bu mekanizmaların verim üzerindeki etkisi ile toplam verimin tanecik çapına göre değişimi görülmektedir. Buradan 0.15 - 0.3 μm çapındaki taneciklerin tutulması en zor olan tanecikler olduğu görülür.

 

 


Referans: NAFA Guide to Air Filtration