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Concetto di Filtrazione e Processi

 

I processi di filtrazione dell'aria devono tener conto delle dimensioni, forma e peso specifico delle particelle, delle proprietà elettriche delle polveri, della velocità del flusso dell'aria ecc...

Le caratteristiche dei filtri dipendono dalla costituzione del filtro, come diametro delle fibre e la loro densità, dalla tipologia del materiale filtrante come tessuto o microfibra, dimensioni del filtro, l'aspetto tecnico ed economico del filtro ed altro ancora. Per questo non esiste un unico meccanismo di filtrazione dell’aria che abbia la stessa efficienza per l'intero campo di variabili possibili e le loro combinazioni. La comprensione di tali meccanismi permette una corretta scelta dei filtri per aria. I meccanismi di filtrazione sono cosi costituiti:

filtraggio aria 1 Meccanismo di setaccio - Il flusso d'aria attraversa le fibre del filtro. Le particelle solide, con diametro maggiore della luce tra le fibre, vengono arrestate esattamente come avviene attraverso un setaccio. Questo meccanismo è indicato per particelle grossolane, fibre, filacce. Le particelle più piccole vengono, attratte lungo le fibre del filtro per effetto di forze elettriche elementari.
filtraggio aria 2 Meccanismo di inerzia o collisione - La particella, per effetto della propria inerzia, procede linearmente e non risente della deviazione del flusso d'aria attraverso le fibre del filtro. Essa, quindi, collide con la fibra e vi aderisce a causa della viscosità degli olii o di altri agenti con le quali le fibre sono trattate. Questo principio è medesimo anche per i filtri inerziali e/o filtri a sabbia, in tal caso non vi è impiego di olii adesivi. L'efficienza di questo meccanismo aumenta con l'incrementare della velocità dell'aria.
filtraggio aria 3 Meccanismo di intercettazione - Le particelle più fini e leggere tendono a seguire il contorno delle fibre del filtro. Le particelle si fissano alla fibra del filtro se la distanza tra le fibre risulta inferiore al raggio della particella. L'efficienza di questo meccanismo aumenta con l'aumento del diametro e della distanza tra le fibre stesse del filtro. La velocità in questo meccanismo, entro certi limiti, non ha influenza.
filtraggio aria 4 Meccanismo di diffusione - Le particelle più piccole, in un flusso d'aria, sono soggette a moti oscillatori, che vengono conferiti alla particelle stesse. Esse giungono a contatto con le fibre del filtro nel corso di tali moti lungo la generale direzione del flusso dell'aria. Le probabilità che le particelle incontrino la fibra del filtro aumentano con il diminuire del diametro, sia delle particelle che delle fibre e con il ridursi della velocità dell'aria. Anche in questo meccanismo le particelle aderiscono alle fibre per effetto di forze elettriche elementari. Il meccanismo di diffusione viene principalmente utilizzato nei filtri di efficienza molto elevata.

 

filtraggio aria 5 Azione elettrostatica - Il flusso d'aria viene fatto passare attraverso un intenso campo elettrico che strappa uno o più elettroni alle molecole d'aria creando così degli ioni. Tali ioni colpiscono le particelle sospese trasferendovi la propria carica elettrica positiva. Successivamente il flusso d'aria attraversa un campo elettrico più debole dove le particelle (cariche positivamente) si depositano su apposite piastre caricate negativamente. Questo sistema è estremamente efficace specialmente in presenza di particelle di piccolo diametro e con flussi d'aria a bassa velocità. Tali particelle possono avere una granulometria con valori variabili da 10 a 0,01 mm. La perdita di carico del filtro elettrostatico può variare dai 40 Pa (filtro pulito) a 80 Pa (filtro sporco), la concentrazione della polvere può arrivare sino a 50 mg/m3, la temperatura del fluido non deve superare i 60 °C e l'umidità relativa può variare dal 20 al 99%.

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