影响高效过滤纤维滤纸效率的因素有哪些？

高效过滤器作为洁净室空气处理和过滤的终端过滤器，其重要性不言而喻，特别是在无菌生产环境中。

一般高效过滤器采用纤维滤纸作为过滤材料，本文主要讨论影响纤维滤纸效率的因素，了解哪些因素会影响高效过滤器的过滤效率。

影响纤维滤纸效率的因素很多，包括粒径、纤维厚度、过滤速度和填充率，以及温度、湿度、压力、粉尘容量等。

1.影响性质的影响。

在过滤多分散相颗粒时，理论分析和测量结果都显示，随着颗粒直径由小变大，总过滤效率的变化趋势是先减后增。原因是各种捕集机制对不同粒径粒子的影响不同。小颗粒因扩散而沉积，大颗粒在拦截和惯性的作用下被捕获。当粒径由小到大时，扩散效率逐渐减弱，惯性和拦截效率逐渐提高，导致小粒径范围内的总捕获效率减弱。大粒径范围内的粒子效率较强，使得与粒径相关的效率曲线有一个较低点，即在变化过程中有一个较低效率值，相应的粒径是最容易穿透的粒径。这种粒径不是固定值，影响其尺寸的因素很多，纤维不同。不同的过滤速度会导致其值的变化，温度也会在一定程度上突变最容易穿透的粒径。即使颗粒尺寸相同，不同相态的颗粒对过滤效率也有不同的影响。用固态颗粒测量可以使过滤器高效。

2.纤维厚度的影响。

当其他参数不变，只有纤维直径变化时，过滤效率随纤维直径的增加而降低。这是因为随着纤维直径的增加，拦截效应的拦截系数相应降低，导致两种相关机制的捕获效率下降，导致总过滤效率下降。这就是为什么高效滤纸中的纤维比中效滤纸细得多的原因。纤维越细，阻力越高。此外，随着纤维直径的增加，拦截系数降低，惯性效应减弱，最容易通过粒径逐渐增大，效率曲线的极值点向右移动。

3.过滤速度的影响。

当过滤速度增加时，扩散效率，惯性效率提高，拦截效率提高，因此总效率先降低后增加。较大穿透粒径逐渐减小，效率曲线的极值点向左移动。同时，随着过滤速度的降低，滤纸的过滤效率显著提高，基本关系是过滤速度的两倍，过滤效率几乎增加了一个数量级。这是因为过滤速度的降低相应地延长了颗粒通过滤纸的时间，从而增加了颗粒被捕获的概率，因此效率显著提高。当滤纸采用国家标准建议的1cm/s滤速时，其透过率比美国标准规定的5.3cm/s滤速低100倍，这就解释了为什么同级滤纸在国内外测试时效率差异很大。

4.纤维填充率的影响。

纤维填充率的提高增加了纤维层的密度、惯性效率和拦截效率。虽然扩散效率因流速的提高而降低，但综合效率仍在提高。但需要注意的是，在这个过程中，阻力的增加比总效率快得多，所以提高滤纸的效率并不是提高纤维填充率的好方法。

5.气流温度的影响。

气流温度的升高会提高颗粒的扩散系数，从而提高亚微米颗粒的扩散效率。但温度升高后，气体粘度增大，降低了依赖重力和惯性效应的大颗粒的沉积效率，提高了过滤阻力。这种效率变化会增加最容易穿透的粒径，从而使效率曲线的极值点向右移动，可能会改变曲线的形状。

6.气流湿度的影响。

随着气流湿度的增加，小颗粒的穿透能力，降低了效率。原因是湿空气消失了静电效应，布朗运动减弱了，颗粒很容易被后来的气流带穿透。然而，湿度下，纤维表面会形成液膜，颗粒与纤维的接触面积会增加，导致范德瓦耳斯力增加，反弹减少，大颗粒效率会提高。有研究认为，对于不吸湿粒子，高湿度时效率会明显提高。当然，如果湿度过高，滤料表面出现液滴，效率会明显降低。

7.气流压力的影响。

气流压力的降低会降低气体密度，增加空气分子的自由程，从而增加滑动校正系数、扩散系数和惯性参数，从而增加扩散效率和惯性效率，对拦截效率影响不大。