為什麼在極低風量下過濾效率反而降低：基於過濾機理的解釋

人們普遍認為，風量越大，面風速越高，過濾效率越低。換句話說，降低風速應當有助於提高過濾效率。

然而，在實際測試中（例如風量為500 m³/h 的工況），我們卻發現：風速降低時，過濾效率反而下降了。本文嘗試從過濾機理的角度，分析造成這一現象的原因。值得一提的是，這種現像在一些過濾行業的資深工程師中也有共識，本文將結合行業觀察進行探討與分享。

1. 過濾機理及其與風速的關係

過濾器的工作依賴以下幾種顆粒捕集機制：

理論上，較低風速應當增強以擴散為主的捕集機制，從而提高對MPPS（最易穿透粒徑）顆粒的過濾效率。

2. 為什麼在極低風速下效率反而降低？

儘管理論上有優勢，但在實際中，以下物理機制會導致效率在極低風量下出現下降：

a. MPPS 向更大粒徑偏移

當面風速降低， MPPS 可能偏移至更大的粒徑區間（如接近0.3 μm）。

擴散捕集作用減弱，慣性捕集也未充分發揮，導致總效率下降。

b. 顆粒沿氣流繞過濾材纖維

風速過低時，空氣流動更趨於層流，流線穩定。

顆粒可能沿氣流線穿過纖維之間的空隙而未被捕捉，尤其在纖維間距大、孔徑較大的過濾材料中更為明顯。

c. 濾材不適合擴散主導型機制

某些玻纖材料設計用於標准或中等風速條件下。

在低風速下，擴散機制無法有效主導過濾過程，導致效率下降。

d. 氣流偏流或顆粒分佈不均

低風速下氣流缺乏擾動，氣溶膠在過濾器面前分佈不均。

可能造成局部區域顆粒濃度偏高或偏低，影響整體效率表現。

e. 濾材厚度不足或結構過薄

某些薄型過濾器在低風速下，雖然顆粒停留時間變長，但顆粒路徑集中、不偏轉，無法充分接觸纖維，過濾效率反而下降。

3. 結論

儘管理論上低風速應提高過濾效率，但實際過濾性能受到濾材結構、 MPPS 分佈及空氣動力學特性等多因素共同影響。

在某些設計結構或材料條件下，當風速過低（如 500 m³/h ）時，過濾效率反而出現下降。

因此，在非標準風量下測試過濾器時，應結合過濾機理進行全面分析，而不能僅以測量值作絕對判斷。

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