Mengapa efisiensi filter menurun seiring dengan ketebalan?

Saya mengerti bahwa parameter terpenting untuk filter pada dasarnya adalah penurunan tekanan dan ketebalan, yang keduanya memengaruhi efisiensi. Namun mengapa ketebalan menyebabkan perubahan efisiensi?

Saya sangat tertarik dengan penggunaan nanofibers sebagai filter, dan mengapa penurunan diameter meningkatkan efisiensi.

Lebih banyak hal yang menghalangi aliran menyebabkan lebih banyak tekanan balik.

Pikirkan filter yang lebih tebal sebagai dua filter secara seri. Misalnya, jika filter mengembangkan 0,1 PSI di atasnya ketika aliran udara 100 CFM akan melalui itu, maka dua filter dalam aliran udara 100 CFM yang sama harus bersama-sama menjatuhkan 0,2 PSI di atasnya.

Bergantung pada apa sebenarnya kriteria efisiensi Anda, lebih banyak filter dalam rangkaian dapat menurunkan efisiensi. Jika filter pertama memblokir semua partikel yang Anda pedulikan, maka filter tambahan hanya menyebabkan lebih banyak tekanan balik tanpa penyaringan yang lebih baik. Misalnya, pertimbangkan dua layar jendela pada jendela yang sama. Bagian luar sudah memblokir semua nyamuk, jadi bagian dalam tidak membuat layar secara keseluruhan lebih baik. Namun itu membuatnya lebih sulit untuk melihat melalui layar keseluruhan. Jika Anda mempertimbangkan efisiensi karena nyamuk diblokir per lampu, maka dua layar jelas kurang efisien dibandingkan satu layar.

Filter dapat dievaluasi dengan beberapa parameter berbeda. "efisiensi" adalah istilah luas yang tidak memberikan pemahaman yang lebih baik dalam aplikasi ini. Berikut adalah beberapa metrik yang lebih baik untuk dipertimbangkan:

1. Flowrate maksimum (sama dengan penurunan tekanan atau efisiensi ketika mempertimbangkan kehilangan daya dari penurunan tekanan. Secara proporsional meningkat dengan luas permukaan filter.)
2. Tekanan maksimum (sebelum pecah)
3. Bahan (ketahanan kimia)
4. Penyimpanan (seberapa banyak kontaminasi yang dapat ditampung filter; seberapa cepat penurunan tekanan meningkat)
5. Diameter maksimum partikel yang dapat mengalir. (mis. 1 mikron, 10 mikron, 400 mesh )
6. Teknologi / prinsip lain yang digunakan (vortex, pembasahan oli, bantuan filter tanah diatom, pembersihan sendiri, penataan gravitasi, scrubbing, dll)

Dalam cartridge filter luka katun (atau serat lainnya) ada ketebalan tambahan di luar apa yang diperlukan untuk mengarsipkan peringkat partikel maksimum 1 mikron. Media tambahan ini meningkatkan penyimpanan filter; memberikan area permukaan terbuka bahkan ketika filter terkontaminasi. Jika ada membran 1 mikron tunggal di permukaan luar itu akan dengan cepat menyumbat bahkan dengan kontaminasi sedikit pun. Jadi, meskipun filter yang lebih tebal pada awalnya mungkin memiliki penurunan tekanan yang lebih besar untuk aliran dan area permukaan tertentu, itu akan bertahan lebih lama dari filter tipis yang akan dipasang dengan cepat dan memiliki penurunan tekanan yang lebih besar.

Serat nano menarik untuk disaring karena perbandingan besar ruang kosong dengan serat jauh lebih besar untuk peringkat ukuran partikel yang diinginkan. Jumlah ruang kosong yang lebih besar mengurangi resistensi aliran (penurunan tekanan) dan meningkatkan kapasitas penyimpanan filter. Mungkin lebih mudah divisualisasikan pada ekstrem; Anda bisa membuat filter 400 mikron dengan batang mesin berdiameter 1 inci yang ditempatkan berdampingan, tetapi laju aliran dan penyimpanan maks akan sangat rendah dibandingkan dengan luas permukaan kain katun yang sama yang terdiri dari serat kecil.