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过滤器不是筛子

  细小颗粒物碰到固定物体,两者表面间的引力将它们粘在一起。这是过滤器的工作原理。如果用电子显微镜观察用过的过滤材料,你会看到,被捕捉的颗粒物比材料的空隙要小的多。

  想一想口罩,它可能稀松透亮,但它确实挡住了肉眼看不见的空气微生物。所有人都知道筛子的原理,筛孔的大小决定了颗粒物的去留。例如,100目(每英寸长度上有100个孔)的筛网留住0.25mm以上的颗粒物,20目的纱窗挡住蚊子。过去有个词儿叫“过滤精度”,这个词儿使人想到筛子,由此产生了很多误会。从工作原理上讲,过滤器与筛子完全不同。如果非要把它们扯到一起,你可以将鱼网、栅栏之类算作过滤器的一个分支,但请别把马尾罗筛面粉的功能想成主要过滤原理。

  在造纸行业,人们将纸张假想成多孔材料,并用相应的方法测出流体力学上等效的“孔径”,用以评估纸的透气性能。喜欢顾名思义的人以为孔径就是精度,实际上这个孔径不是筛孔,它是被过滤颗粒物尺寸的数十倍,孔径大小与被捕捉颗粒物的尺寸之间没有直接对应关系。对两种滤纸比较时,你可以说,孔径小的那种比大的那种过滤精度高,但你不知道具体的过滤效率。即使是多孔过滤材料如陶瓷、核孔膜,用显微镜看到的孔径比较均匀,但那个孔径也不代表过滤精度。这时,粘住粉尘的力仍是范德瓦尔斯力,粉尘撞击过滤介质的原因仍是惯性和扩散。孔径均匀的材料对大颗粒杂物有筛阻效果,但它照样能过滤掉比孔径小得多的粉尘。


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