空氣過(guò)濾器對(duì)粒子捕獲的五大科學(xué)法則

核心機(jī)理：從布朗運(yùn)動(dòng)到慣性撞擊

擴(kuò)散效應(yīng)（<0.1μm粒子）

布朗運(yùn)動(dòng)主導(dǎo)：超細(xì)粒子受氣體分子碰撞做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，撞擊纖維表面被捕獲。

效率公式：η_diff = 1.678 × (kT/μd_f)^(1/3) × Pe^(-2/3)

（k為玻爾茲曼常數(shù)，T為溫度，μ為氣體黏度，d_f為纖維直徑，Pe為佩克萊特?cái)?shù)）

典型場(chǎng)景：病毒（0.02-0.1μm）在FFP2口罩中的截留率超94%，依賴擴(kuò)散效應(yīng)。

攔截效應(yīng)（0.1-1μm粒子）

流線吸附：粒子隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)，因尺寸大于流線與纖維間距，直接接觸纖維。

臨界半徑：當(dāng)粒子半徑r_p > 流線到纖維距離δ時(shí)被捕獲，效率η_int = (r_p / d_f)2。

慣性撞擊（>1μm粒子）

運(yùn)動(dòng)慣性突破流線：大質(zhì)量粒子在氣流轉(zhuǎn)向時(shí)保持原軌跡撞擊纖維。

斯托克斯數(shù)決定效率：

Stk = (ρ_p × d_p2 × U) / (18μ × d_f)

（ρ_p粒子密度，d_p粒徑，U流速）

當(dāng)Stk > 0.3時(shí)，η_imp > 90%（如PM10在初效過(guò)濾器中的捕獲）。

靜電吸附（帶電粒子）

庫(kù)侖力捕獲：帶電纖維與粒子間靜電引力實(shí)現(xiàn)超低阻高效過(guò)濾。

效率躍升：駐極體濾材對(duì)0.3μm粒子效率達(dá)99.9%，阻力僅50Pa（比HEPA低60%）。

重力沉降（>10μm粒子）

自重沉積：大顆粒在低速氣流中受重力作用脫離氣流，效率η_grav = 1 - e^(-v_g L / U)

（v_g沉降速度，L濾層厚度）

多機(jī)制協(xié)同模型

ASHRAE測(cè)試顯示：對(duì)0.3μm粒子（最難截留尺寸），擴(kuò)散與攔截效應(yīng)貢獻(xiàn)率分別為42%和38%，慣性撞擊占15%，靜電吸附占5%。