مبدأ الترشيح

١. اعتراض جزيئات الغبار في الهواء، سواءً كانت تتحرك بحركة قصور ذاتي أو حركة براونية عشوائية أو بقوة مجال. عندما تصطدم حركة الجسيمات بأجسام أخرى، تنشأ قوة فان دير فالس بين هذه الأجسام (الجزيئية والجزيئية). تُسبب هذه القوة التصاق الجسيمات بسطح الألياف. تزداد احتمالية اصطدام الغبار الداخل إلى وسط الترشيح بالوسط، وسيلتصق به عند اصطدامه به. تصطدم جزيئات الغبار الأصغر ببعضها لتكوين جزيئات أكبر وتستقر، ويكون تركيز جزيئات الغبار في الهواء مستقرًا نسبيًا. لهذا السبب، يتلاشى الجزء الداخلي والجدران. من الخطأ التعامل مع مرشح الألياف كغربال.

2. القصور الذاتي والانتشار: يتحرك غبار الجسيمات بالقصور الذاتي في تدفق الهواء. عند مواجهة ألياف غير منظمة، يغير تدفق الهواء اتجاهه، وترتبط الجسيمات بالقصور الذاتي، الذي يصطدم بالألياف ويترابط. كلما كان الجسيم أكبر، كان من الأسهل اصطدامه، وكان التأثير أفضل. يُستخدم غبار الجسيمات الصغيرة للحركة البراونية العشوائية. كلما كانت الجسيمات أصغر، زادت شدة الحركات غير المنتظمة، وزادت فرص اصطدامها بالعوائق وكان تأثير الترشيح أفضل. تُستخدم الجسيمات التي يقل حجمها عن 0.1 ميكرون في الهواء بشكل أساسي للحركة البراونية، وهي جسيمات صغيرة وتأثير الترشيح جيد. تُستخدم الجسيمات التي يزيد حجمها عن 0.3 ميكرون بشكل أساسي للحركة بالقصور الذاتي، وكلما كبرت الجسيمات، زادت الكفاءة. ليس من الواضح أن الانتشار والقصور الذاتي هما الأصعب في الترشيح. عند قياس أداء المرشحات عالية الكفاءة، غالبًا ما يُحدد قياس قيم كفاءة الغبار التي يصعب قياسها.

٣. التأثير الكهروستاتيكي: لسببٍ ما، قد تُشحن الألياف والجسيمات بتأثير كهروستاتيكي. يمكن تحسين تأثير ترشيح مادة المرشح المشحونة كهروستاتيكيًا بشكل ملحوظ. السبب: تُسبب الكهرباء الساكنة تغيير مسار الغبار واصطدامه بعائق، مما يجعل الغبار يلتصق بالوسط بقوة أكبر. تُسمى المواد التي تحمل الكهرباء الساكنة لفترة طويلة أيضًا "مواد الإلكتريت". تبقى مقاومة المادة بعد الكهرباء الساكنة ثابتة، ويتحسن تأثير الترشيح بشكل واضح. لا تلعب الكهرباء الساكنة دورًا حاسمًا في تأثير الترشيح، بل تلعب دورًا مساعدًا فقط.

٤. الترشيح الكيميائي: تمتص المرشحات الكيميائية جزيئات الغازات الضارة بشكل انتقائي. تحتوي مادة الكربون المنشط على عدد كبير من المسام الدقيقة غير المرئية، ذات مساحة امتصاص كبيرة. في الكربون المنشط بحجم حبة الأرز، تبلغ مساحة المسام الدقيقة أكثر من عشرة أمتار مربعة. بعد ملامسة الجزيئات الحرة للكربون المنشط، تتكثف إلى سائل في المسام الدقيقة وتبقى فيها بسبب مبدأ الشعيرات الدموية، ويتكامل بعضها مع المادة. يُطلق على الامتزاز دون تفاعل كيميائي كبير اسم الامتزاز الفيزيائي. يُعالَج جزء من الكربون المنشط، وتتفاعل الجسيمات الممتصة مع المادة لتكوين مادة صلبة أو غاز غير ضار، وهو ما يُسمى امتزاز هواي. تضعف قدرة الامتصاص للكربون المنشط باستمرار أثناء استخدام المادة، وعندما تضعف إلى حد معين، سيتم التخلص من المرشح. إذا كان الأمر يتعلق بالامتصاص الفيزيائي فقط، فيمكن تجديد الكربون المنشط عن طريق التسخين أو التبخير لإزالة الغازات الضارة من الكربون المنشط.