Difuzie: particulele mai mici din fluid, în special cele din intervalul de dimensiuni nanometrice, prezintă mișcare browniană aleatorie datorită energiei termice. Pe măsură ce aceste particule se deplasează prin rețeaua de filtrare, ele se ciocnesc cu fibrele. Unele particule pot rămâne prinse atunci când se ciocnesc cu o fibră și se lipesc de suprafața acesteia din cauza forțelor moleculare. Difuzia joacă un rol semnificativ în captarea particulelor ultrafine.
Interceptare: particulele mai mari care sunt mai mari decât golurile dintre fibre pot fi capturate prin mecanismul de interceptare. Pe măsură ce aceste particule se deplasează prin fluid și se apropie de fibre, ele pot intra în contact cu fibrele și pot fi interceptate, la fel ca o muscă care zboară în pânza de păianjen. Traiectoria particulei este alterată de prezența fibrei, ducând la captare.
Impact: Acest mecanism este deosebit de eficient pentru particulele de dimensiuni mai mari și impuls mai mare. Când fluidul curge prin rețeaua de filtrare, particulele cu un impuls suficient continuă pe calea lor și se ciocnesc cu fibrele, unde se blochează. Particulele sunt în esență „impactate” asupra fibrelor de fluxul de fluid.
Aderență: Unele particule pot adera la fibre din cauza forțelor electrostatice sau a altor interacțiuni atractive. De exemplu, dacă fibrele filtrului sunt încărcate sau au o anumită chimie de suprafață, ele pot atrage și reține particule cu sarcini opuse sau proprietăți chimice complementare.
Filtrarea în adâncime: O caracteristică cheie a multor rețele de filtrare cu fibre este filtrarea în adâncime. Aceasta înseamnă că particulele nu numai că sunt prinse pe suprafața fibrelor, ci și pătrund în adâncimea matricei de filtrare. Fibrele interconectate creează o structură asemănătoare unui labirint pe care particulele trebuie să o parcurgă, crescând șansele de captare și prevenind înfundarea.
Dimensiunea și distribuția porilor: dimensiunea și distribuția golurilor sau porilor dintre fibre joacă un rol critic în determinarea dimensiunii particulelor care pot fi captate. Porii mai mici vor capta în mod eficient particulele mai mici, în timp ce porii mai mari permit particulelor mai mari să treacă.
Dinamica fluxului: Debitul fluidului care trece prin rețeaua filtrantă influențează și procesul de filtrare. Un debit moderat permite un timp de contact suficient între particule și fibre, sporind eficiența captării.
Combinația acestor mecanisme, împreună cu proprietățile fibrelor utilizate și designul general al rețelei filtrante, determină eficiența și eficacitatea filtrării acesteia. Este demn de remarcat faptul că rețelele de filtrare sunt adesea concepute pentru a optimiza mecanisme specifice în funcție de aplicația dorită. De exemplu, unele filtre ar putea fi proiectate pentru a excela la captarea particulelor fine, în timp ce altele ar putea acorda prioritate captării particulelor sau capacității de flux de aer mai mari.
