空气中的PM们有大有小,口罩对其的过滤原理也有所差异。一般,捕捉比防尘口罩滤料孔径大的PM是靠滤料的筛分作用,而捕捉较小的PM是靠滤料的内部过滤作用。内部过滤作用是靠滤料的纤维捕捉PM,而筛分作用是在滤料表面以拦截方式收集PM。
事实上,对我们人体危害最大、数量最为庞大的PM2.5是非常微小的颗粒,滤料之所以能捕捉比滤料孔径小的PM,其作用方式远比我们通常所认为的“拦截”这一途径要丰富得多。
利用冲击作用:PM们攻陷我们鼻腔的小森林和沼泽,主要原因之一是吸收了希特勒闪电战的胜利经验,快速冲击。当颗粒与风速都较大时,在PM们混在气流中接近滤料时,气流因受阻而发生绕流,由于惯性作用脱离流线,直接与纤维碰撞而被捕捉。颗粒质量与气流速度越大,则惯性作用越强,颗粒越易被滤料捕捉。
利用扩散作用:当颗粒与风速都较小时,颗粒的布朗运动产生的扩散将起主要作用,在其运动扩散中撞到纤维而被捕捉。
拦截作用:这是我们最容易理解和常见的网兜捞鱼办法,当颗粒很小且沿着流体的流线前行,流线与纤维表面的距离小于或等于颗粒半径时,颗粒被纤维捕捉。(www.xing528.com)
团聚作用:这个实际也是拦截作用,由于颗粒与颗粒间的引力作用,使颗粒之间发生二次或多次团聚使其变大而被捕捉。
分子吸附作用:当颗粒与纤维非常接近时,如果颗粒与纤维有偶遇,则出现分子吸引力而使颗粒被纤维捕捉,从而提高捕集效率。
静电作用:与电流中流动的电不同,静电荷们会像“月上柳梢头”时约会的尾生那样痴情地守候在同一个地方,静电会带来轻微的电击,虽不对人体造成伤害,却常引起女人的尖叫。有趣的是,PM部队数量庞大,而我们的鼻腔和气道都相对狭小,在进军我们呼吸道时,绝大多数颗粒在运动与过滤过程中,会因相互摩擦而产生电荷。由于所产生的电荷极性不同,异性电荷颗粒相互吸引形成较大的颗粒被捕捉;反之,同性相斥的颗粒因相互排斥作用促使颗粒加剧布朗运动而利于捕捉。另外,带不同静电荷的滤料可以捕捉带不同静电荷的颗粒。
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