👎🏿 ❣️ 👨🏻‍⚖️ फ़िल्टर कैसे गंदे हो जाते हैं, इसकी कहानी 🆘 ⛔️ 👋🏻

चाहे लंबे, छोटे, लेकिन प्रदूषण के विभिन्न डिग्री (या उपयोग के समय) के साथ Tion सांस के लिए फ़िल्टर अंततः मेरे चंचल छोटे हाथों को मिला। इसका मतलब यह है कि यह चाय का एक मग डालने और धूल और गंदी हवा को छानने के एक अद्भुत सूक्ष्मदर्शी में डुबकी लगाने का समय है।

वास्तविक परिस्थितियों में फिल्टर के जीवन के अंतरंग विवरण के लिए, बिल्ली में आपका स्वागत है। सावधानी, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से बहुत सारे फोटो होंगे।

टियोन कॉर्पोरेट ब्लॉग पर पिछले लेख में , HEPA (फ़िल्टर वर्ग H11) जैसे फ़िल्टर पर कण फ़िल्टरिंग के बुनियादी सिद्धांतों और तंत्र का वर्णन किया गया था। फिल्टर, यहां तक कि 100% दक्षता के बिना, गंदगी और धूल के कणों को काफी प्रभावी ढंग से पकड़ने में सक्षम हैं। आमतौर पर, इस तरह के अध्ययन मॉडल, मानक प्रणालियों पर किए जाते हैं, अर्थात्, कणों का एक निश्चित मिश्रण लिया जाता है और फिल्टर-पंप-फिल्टर के चारों ओर तब तक पीछा किया जाता है जब तक कि हवा का एक पूर्व निर्धारित मात्रा पंप नहीं किया जाता है, फिर, उदाहरण के लिए, फ़िल्टर पर जमा पदार्थ का द्रव्यमान मापा जाता है।

नीचे मैं दिखाऊंगा कि नमूने के रूप में Tion द्वारा प्रदान किए गए उदाहरणों का उपयोग करके वास्तविक फ़िल्टर समय के साथ कैसे गंदे हो जाते हैं, हालांकि, निश्चित रूप से, परिणाम किसी भी आधुनिक फाइबर फिल्टर के लिए एक्सट्रपलेशन किए जा सकते हैं। लेकिन हम शुरू करेंगे, शायद, एक छोटे से विषयांतर के साथ।

फिल्टर और उनके विनिर्माण प्रौद्योगिकी

सबसे पहले , मैं vesper उपयोगकर्ता द्वारा पूछे गए पिछले लेख के प्रश्न का उत्तर देना चाहूंगा कि क्या सामग्री का उपयोग किया जाता है:

HEPA फ़िल्टर किस प्रकार के फाइबर से मिलकर बनता है? कपास वालों से नहीं?

फ़िल्टर में दो भाग होते हैं, स्पष्टता और संक्षिप्तता के लिए हम उन्हें "आधार" कहेंगे, जो फ़िल्टर कठोरता देता है और जो व्यावहारिक रूप से फ़िल्टरिंग अधिनियम में भाग नहीं लेता है, और एक विकसित सतह (दूसरे शब्दों में, एक बड़ी सतह क्षेत्र) के साथ लचीला "फ़िल्टर फाइबर" होता है। ऐसे तंतुओं के व्यास में अंतर क्रम से अधिक होता है और 1 से 10-20 माइक्रोन या माइक्रोन से भिन्न होता है (तुलना के लिए, एक मानक मानव बाल का व्यास लगभग 80 माइक्रोन है)!

जिस सामग्री से दोनों भाग बनाए जाते हैं, वह मुख्य रूप से, बहुलक या कांच के रेशे होते हैं, न कि कपास के। फाइबर प्राप्त करने की प्रक्रिया ने "ऑटोमेटिज्म" और यथासंभव औद्योगिक रूप से काम किया। तो, इलेक्ट्रोसपिनिंग का उपयोग करना पॉलिमर या लिक्विड ग्लास जो डाई से गुजरा है (एक बहुत पतली ट्यूब जो फाइबर का व्यास निर्धारित करती है, आमतौर पर ऐसे कई ट्यूब होते हैं - हजारों या यहां तक कि हजारों) सब्सट्रेट पर "स्प्रे" किया जाता है, जिससे एक ग्रिड बनता है।

इस तरह के एक उज्ज्वल और रंगीन इलेक्ट्रोसपिनिंग। स्रोत

इलेक्ट्रोसपिनिंग प्रक्रिया का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व और एक टेलर शंकु का निर्माण । स्रोत

बेस (बाएं) और फिल्टर फाइबर (दाएं) इलेक्ट्रोसपिनिंग द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।

अगला, बहुलक या तो प्रकाश या थर्मली या किसी भी तरह से ठीक हो जाता है। हुर्रे, फिल्टर मैट तैयार है! यह केवल काटना और पैक करना है।

बेशक, सटीक रचना, मरने के माध्यम से छिद्रण पैरामीटर और अन्य तकनीकी ज्ञान एक व्यापार रहस्य हैं। यद्यपि कुछ मायनों में यह प्रक्रिया गर्मी-इन्सुलेट मैट के निर्माण के समान है - मुझे किसी तरह येगेरीएव्स्क के पास सेंट-गोबिन कारखाने का दौरा करने का मौका मिला ।

नैनोफिबर्स और इलेक्ट्रोस्टैटिक बल

दूसरे , मैं पिछले काम की सामग्री के लिए कुछ स्पष्टीकरण और परिवर्धन करना चाहूंगा।

नैनोफाइबर क्यों नहीं बनाया (क्षेत्र को और भी अधिक बढ़ाएँ)?

यदि हम शास्त्रीय हाइड्रोडायनामिक्स के ढांचे में एक लामिना वायु प्रवाह के साथ एक बाधा को रोकने की समस्या को हल करते हैं, तो हम अनिवार्य रूप से सीमा की स्थिति में आएंगे: तंतुओं की सतह पर, प्रवाह की गति शून्य होनी चाहिए, जो कणों के जमाव के लिए उत्कृष्ट स्थिति बनाती है। हालांकि, जब बाधा के आयाम बहुत छोटे होते हैं, तो तथाकथित फिसलन प्रभाव प्रकट होता है।

में एक दिलचस्प काम विस्तार प्रक्रिया गैस की जल-गत्यात्मकता एक परिपत्र फाइबर के आसपास प्रवाह disassembled। वेग प्रोफाइल या फ्लो शासन में एक बदलाव को नॉड्सन संख्या के संदर्भ में वर्णित किया गया है। तो, सामान्य परिस्थितियों में हवा के लिए, प्रवाह स्लिपेज को ~ 0.5 माइक्रोन से अधिक फाइबर के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए, यही कारण है कि HEPA फिल्टर के लिए फाइबर के थोक 1 से 100 माइक्रोन के व्यास के साथ बनाए जाते हैं। इसके लिए आकार की यह सीमा ठीक है जो सतह पर अपेक्षाकृत बड़े कणों के जुड़ाव और जमाव का पक्षधर है। हालांकि, इस बयान तंत्र की दक्षता 0.3 माइक्रोन से छोटे कणों के लिए काफी कम हो जाती है, जो कुछ कठिनाइयों का निर्माण करती है।

फ़िल्टर फ़ाइबर (ए) के बिना और (बी) घटना प्रवाह फिसलन के पास वायु वेग प्रोफाइल का प्रवाह

नैनोस्केल फाइबर के साथ फिल्टर बनाने के लिए तीव्रता से किया जाता है, और निस्पंदन तंत्र स्वयं बदल जाता है। उलझाव के बजाय, कणों को मुख्य रूप से फाइबर बुनाई बिंदुओं पर जमा किया जाता है, जिनमें से वे बहुत, बहुत कुछ करने की कोशिश कर रहे हैं।

इस क्षेत्र में Tion के अपने विकास हैं, जिससे हमें नैनोफाइबर बनाने के लिए एक बहुत पतली जाल प्राप्त करने की अनुमति मिलती है: " फाइबर ग्लास के अतिरिक्त पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट के मिश्रण से एक फ़िल्टरिंग समग्र वेब ।" इस तरह के "जानवर" तंबाकू के धुएं में टार की सबसे छोटी बूंदों को बनाए रखने में सक्षम है।

यदि इलेक्ट्रोसपिनिंग का उपयोग फाइबर उत्पादन के लिए किया जाता है, तो क्या फाइबर को प्रक्रिया में चार्ज किया जाता है? क्या फिल्टर धोने के लिए इसके लायक है?

अगला, हम धूल के कणों और फिल्टर फाइबर के संपर्क के दौरान उत्पन्न होने वाली ताकतों के वितरण के लिए कुछ स्पष्टता लाते हैं। चूंकि फाइबर तेजी से बहुलक या कांच को पिघलाकर मरते हैं (अक्सर एक अतिरिक्त विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में भी), जिससे परिणामस्वरूप, फाइबर कुछ अतिरिक्त चार्ज करते हैं। इसके अलावा, प्लाज्मा में सामग्री को संसाधित करके अतिरिक्त चार्ज बनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, ग्लास और क्वार्ट्ज को अक्सर प्राकृतिक और सस्ती इलेक्ट्रोकाट के रूप में उपयोग किया जाता है , दूसरे शब्दों में, एक महत्वपूर्ण निरंतर चार्ज के साथ एक सामग्री।

पिछले चार्ज किए गए तंतुओं को उड़ाने वाले धूल के कण इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों की कार्रवाई के कारण धारा से "छीन" सकते हैं (या यदि फाइबर और कण समान रूप से चार्ज किए जाते हैं, तो इसे हटा दिया जाता है)। अजीब तरह से पर्याप्त है, लेकिन सूक्ष्म और नैनोकणों के विशाल बहुमत का आरोप लगाया जाता है, और विशेष रूप से धूल के कण। एक चार्ज आसानी से हवा, वस्तुओं और इसी पुनर्वितरण और आरोपों के अलगाव के खिलाफ घर्षण के कारण कणों की सतह पर उत्पन्न होता है। बेशक, हम रोज़मर्रा के जीवन में इसे महसूस नहीं करते हैं, क्योंकि इलेक्ट्रॉन (1.6 10 ^-19 कूपलम्ब) के कुछ शुल्क हमारे लिए कुछ भी नहीं हैं, लेकिन नैनोवायर्ड के लिए यह एक बड़ी राशि है। उदाहरण के लिए, यह नवीकरणीय बिजली के पूरे उद्योग के लिए आधार है - ट्राइबोइलेक्ट्रिकिटी, जो मैंने पहले (भाग 1 और 2 ) के बारे में लिखा था ।

बेशक, फाइबर के प्रभारी और निस्पंदन दक्षता के बीच एक संबंध है। एक अत्यधिक चार्ज किया गया फ़िल्टर फाइबर बस उसी संकेत के चार्ज के साथ कणों को पीछे हटाना होगा, और दक्षता कम हो जाएगी, लेकिन पूरी तरह से तटस्थ फिल्टर पर्याप्त प्रभावी नहीं होंगे, इसलिए सुनहरे मतलब का सम्मान किया जाना चाहिए।

एक चौकस पाठक यह नोटिस करेगा कि पूरी तरह से इलेक्ट्रोस्टैटिक फिल्टर हैं जो पहले अतिरिक्त धूल कणों को चार्ज करते हैं, और फिर प्रभावी रूप से लगभग सभी कणों को 10 एनएम तक के व्यास के साथ हटा देते हैं! हालांकि, यह एक पूरी तरह से अलग कहानी है, एक अलग लेख के योग्य है।

थ्योरी से प्रैक्टिस की ओर बढ़ते हुए: क्या यह फिल्टर को धोने के लिए इसके लायक है?!
फ़िल्टर को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने के प्रयास विफल होते हैं, लेकिन धुलाई और खटखटाने से प्रदूषण का हिस्सा हटाया जा सकता है, विशेष रूप से बड़े कणों या कणों के समूह। इसके अलावा, इस तरह के एक "बहाल" फिल्टर एक नए की तुलना में बहुत कम काम करेगा।

मैं आपको फिल्टर पर एक और उत्कृष्ट प्रकाशन पढ़ने की सलाह भी देता हूं ।

भाग प्रयोगात्मक है। फिल्टर गंदे हैं

तो, समीक्षा के लिए निम्नलिखित फिल्टर प्रदान किए गए थे: 0 और 3 दिन, 2 सप्ताह और 6 महीने के जीवन के साथ F7, जिसने नोवोसिबिर्स्क की ताजी हवा को साफ किया , साथ ही साथ उत्तरी राजधानी से H11 (HEPA) को भी साफ किया ।

आइए F7 प्राथमिक फिल्टर के साथ शुरू करें। एक बड़े शहर में दो सप्ताह के ऑपरेशन के बाद महत्वपूर्ण फिल्टर संदूषण दिखाई देने लगता है। तो मेगालोपोलिस की गंदगी, धूल और धुंध एक खाली वाक्यांश नहीं है!

अब मेरे पसंदीदा इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ फिल्टर पर एक नज़र डालें। बंदूक की नोक पर जांच की जाने वाली अन्य रोजमर्रा की वस्तुओं को द वर्ल्ड अराउंड अस लेख में चित्रित किया गया है ।

जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, फिल्टर में दो भाग होते हैं - 50-100 माइक्रोन और पतले फिल्टर फाइबर के व्यास के साथ मोटे आधार फाइबर। तंतु स्वयं साफ और चिकने होते हैं।

उपयोग के तीन दिनों के बाद भी, तंतुओं पर पकड़े गए धूल के व्यक्तिगत बड़े कणों (लाल तीर के साथ चिह्नित) को नोटिस करना पहले से संभव है। हालांकि बेस फाइबर अपेक्षाकृत साफ रहते हैं और जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, निस्पंदन में भाग नहीं लेते हैं।

दो सप्ताह के बाद, प्रदूषण की कुल मात्रा में काफी वृद्धि होती है। अलग-अलग तंतुओं को बमुश्किल ध्यान देने योग्य submicron और यहां तक कि नैनोस्केल कणों (IUPAC वर्गीकरण के अनुसार <100 एनएम, नीले तीर) के साथ कवर किया जाता है, कुछ स्थानों पर कीचड़ "झिल्ली" बनने लगते हैं (एक बैंगनी सर्कल द्वारा चिह्नित)।

नीचे दिया गया माइक्रोग्राफ सभी काले और सफेद विवरणों में यह दिखाता है:

छह महीने के उपयोग के बाद, फाइबर के बीच का एक महत्वपूर्ण हिस्सा धूल, गंदगी और विभिन्न कणों से भर जाता है। गंदगी और धूल से फ़िल्में मोटी आधार तंतुओं को कवर करती हैं, न कि पतले तंतुओं का उल्लेख करने के लिए।

नीचे प्रस्तुत किया गया है, मेरी राय में, कण चित्रण के लगभग सभी तंत्रों को दिखाते हुए एक बहुत ही खुलासा माइक्रोग्राफ। जड़ता या जुड़ाव एक बड़े कण (लाल तीर), छोटे कणों के प्रसार (नीले तीर) के कारण बस गए। ऐसे कणों के साथ फिल्टर फाइबर के क्रमिक अतिवृद्धि के परिणामस्वरूप, सतह पर एक फिल्म बनती है (बैंगनी में चिह्नित)।

सिद्धांत रूप में, फ़िल्टर को हिलाया जा सकता है, धोया जा सकता है, लेकिन यह पूरी तरह से नए राज्य में वापस जाने में सक्षम होने की संभावना नहीं है। यह भी विचार करने योग्य है कि फाइबर की सतह पर खर्च होने वाले चार्ज को धूल के कणों का पालन करके मुआवजा दिया गया था, और इसलिए, धोया गया फिल्टर अभी भी फ़िल्टर करेगा और, अधिक महत्वपूर्ण बात, धूल को नए से भी बदतर रखें।

इसके बाद, हम संक्षिप्त रूप से HEPA फ़िल्टर और दो सप्ताह के लिए वास्तविक परिस्थितियों में इसके संचालन का एक उदाहरण मानते हैं।

एक साफ एच 11 फिल्टर फिल्टर फाइबर के एक सघन पैकिंग को छोड़कर पहले से चर्चा की गई एफ 7 से बहुत अलग नहीं है। अर्थात्, HEPA तंतुओं के बीच एक छोटे ताकना व्यास के साथ एक सघन फिल्टर है।

HEPA का उपयोग करने के दो सप्ताह बाद, यह बिल्कुल नए फिल्टर की तरह लग सकता है, लेकिन यह पूरी तरह से सच नहीं है। बेशक, ज्यादातर धूल और गंदगी एफ 7 मोटे फिल्टर पर बनी हुई है, इसलिए बड़े कणों को बड़ी मात्रा में पाए जाने की संभावना नहीं है।

हालांकि, अगर हम इसे दस गुना करीब लाते हैं, तो हम आसानी से पा सकते हैं कि फाइबर की सतह (नीले तीर) पर बहुत छोटे कणों को फंसाकर HEPA फिल्टर काम करता है। साथ ही F7 फिल्टर, HEPA अंततः गंदगी की एक परत (बैंगनी में चिह्नित) के साथ "अतिवृद्धि" करता है।

एक निष्कर्ष के बजाय

यह एक परीक्षण बेंच पर मॉडल कणों द्वारा नहीं बल्कि फिल्टर प्रदूषण के विकास का पता लगाने के लिए दिलचस्प था, लेकिन एक बड़े शहर (और यहां तक कि दो शहरों!) की वास्तविक परिचालन स्थितियों में। वास्तव में, यह पता चला है कि फ़िल्टरिंग फाइबर समय के साथ गंदगी और धूल की एक अखंड परत से गुजरते हैं, फाइबर के बीच "झिल्ली" बनाते हैं। एक तरफ, यह अच्छा है, क्योंकि यह अधिक से अधिक नए कणों के कैप्चर क्रॉस-सेक्शन को बढ़ाता है, दूसरी ओर, फ़िल्टर सामग्री स्वयं हवा के लिए कम पारगम्य हो जाती है, और, परिणामस्वरूप, पंप पर लोड बढ़ जाता है।

प्रश्न का उत्तर देना: फ़िल्टर को बदलना या नहीं बदलना और धोना? - मैं इस तरह से उत्तर दे सकता हूं: कोशिश करो, लेकिन धोया और / या खटखटाया, नए से भी तेजी से बंद हो जाएगा, फिर से पंप को लोड करना होगा।

पाठ और माइक्रोफोटोग्राफ विशेष रूप से टियोन © टीबेरियस के लिए तैयार किए गए ।

पुनश्च: लैन के माध्यम से पाठ पर त्रुटियों और टिप्पणियों की रिपोर्ट करें।

फ़िल्टर कैसे गंदे हो जाते हैं, इसकी कहानी

फिल्टर और उनके विनिर्माण प्रौद्योगिकी

नैनोफिबर्स और इलेक्ट्रोस्टैटिक बल

भाग प्रयोगात्मक है। फिल्टर गंदे हैं

एक निष्कर्ष के बजाय

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