Partikelabscheidung
Worauf beruht die Fähigkeit eines Filters, Partikel abzuscheiden?
Die Fähigkeit eines Filters, Partikel abzuschneiden, beruht auf verschiedenen physikalischen und mechanischen Erscheinungen:
Diffusion
Interception
Trägheitseffekt
Siebwirkung
Auch elektrostatische Kräfte zwischen den Partikeln und den Fasern haben hierbei eine Bedeutung.
Siebwirkung
Wie funktioniert die Siebwirkung?
Partikel mit einem größeren Durchmesser als der freie Abstand zwischen zwei Fasern können nicht durch den Filter dringen.
Trägheitseffekt
Wie funktioniert der Trägheitseffekt?
Größere Partikel haben zu große Trägheitskräfte, um dem Luftstrom folgen zu können, wenn dieser durch eine Filterfaser abgelenkt wird. Die Partikel bewegen sich in ihrer ursprünglichen Bahn weiter und bleiben an der Anströmseite des Filters haften.
Wann nimmt der Trägheitseffekt zu?
Der Trägheitseffekt nimmt zu mit:
Steigender Luftgeschwindigkeit
Größerem Partikeldurchmesser
Kleinerem Faserdurchmesser
Sperreffekt (Interceptionseffekt)
Wie funktioniert der Sperreffekt?
Kleine, leichte Partikel folgen dem Luftstrom um die Filterfaser. Wenn der Mittelpunkt des Partikels einer Strömung folgt, die näher an die Faser kommt als der Durchmesser [Dp] des Partikels, so wird dieser aufgefangen und bleibt haften.
Ist der Sperreffekt von der Luftgeschwindigkeit abhängig?
Der Sperreffekt ist unabhängig von der Luftgeschwindigkeit, soweit nicht der Unterschied so groß ist, dass sich das Strömungsbild um die Faser verändert.
Wann nimmt der Sperreffekt zu?
Mit steigendem Partikeldurchmesser, geringerem Faserdurchmesser und geringerem Abstand zwischen den Fasern nimmt der Sperreffekt zu.
Wie muss ein Filtermaterial mit gutem Sperreffekt beschaffen sein?
Ein Filtermaterial mit gutem Sperreffekt muss also so beschaffen sein, dass es eine große Anzahl feiner Fasern enthält, die gewöhnlich den gleichen Durchmesser haben wie die abzuscheidenden Partikel.
Diffusionseffekt
Wie verhalten sich kleine Partikel?
Partikel < 1 µm folgen nicht den Strömungslinien um die Faser.
Wie werden sie beeinflusst?
Sie werden von der Brownschen Molekularbewegung beeinflusst, d. h. sie werden von den Molekülen der Luft in Schwingung versetzt und bleiben bei Berührung mit den Filterfasern an diesen hängen.
Wie verändert sich die Wahrscheinlichkeit der Berührung?
Die Wahrscheinlichkeit, dass Partikel mit den Fasern aufgrund des Diffusionseffektes in Berührung kommen, nimmt im allgemeinen mit steigender Partikelgröße und zunehmender Faseranströmgeschwindigkeit ab.
Elektrostatische Anziehung
Wie werden elektrostatische Felder eingesetzt?
Elektrostatische Felder werden entweder in Form von Plattenkondensatoren als aktives Filterelement eingesetzt oder können Fasern von synthetischen Filtermedien bei der Herstellung aufgeprägt werden.
Was passiert dadurch?
Dadurch bildet sich um die Fasern bzw. Kollektoren ein elektrisches Feld, die jeweils komplementär geladene Partikel anzieht.
Was passiert mit vorgeladener Elektrostatik?
Vorgeladene Elektrostatik bei Filterfasern baut sich nach Inbetriebnahme des Filters allmählich ab.
Welche Rolle spielen externe Umwelteinflüsse?
Externe Umwelteinflüsse können diese Filtereffekte begünstigen oder schwächen.
Was müssen Feinstaubfilter nach EN 779:2012 erreichen?
Gem. EN 779:2012 müssen Feinstaubfilter der Klassen F7-F9 im entladenen Zustand die definierte Mindesteffizienz (M.E.) erreichen.
Was müssen Filter nach ISO 16890 erreichen?
Filter der Gruppen ISO 16890 ePM10 bis ePM1 müssen im elektrostatisch vollständig entladenem Zustand mindestens 50% des Gruppenfraktionsabscheidegrades erreichen.