图 7-3 为一单纤维的流动模型。这是带颗粒的气流流过纤维截面的假想模型。当气流为 层流时，气体中的颗粒随气流作平行运动，接近纤维表面的颗粒(即气流宽度为 b 中的颗粒)； 被纤维捕获，而大于 b 的气流中的颗粒绕过纤维继续前进。因为过滤层是无数层单纤维组成 的，所以就增朗了捕获的机会。下面分述颗粒被捕获的作用机理以及它们的大小和关系。 一、惯性捕集作用 在过滤器中的滤层交错着无数的纤维，好像形成层层的网格，随着纤维直径减小，充填 密度的增大，所形成的网格就越紧密，网格的层数也就越多，纤维间的间隙就越小。当带有 微生物的空气通过滤层时，无论顺纤维方向流动或是垂直于纤维方向流动，仅能从纤维的间 隙通过。由于纤维交错所阻迫，使空气要不断改变运动方向和速度才能通过滤层。图 14-3 中的 df为纤维断面的直径，当微粒随气流以一定速度垂直向纤维方向运动时，因障碍物(介 质)的出现，空气流线由直线变成曲线，即当气流突然改变方向时，沿空气流线运动的微粒 由于惯性作用仍然继续以直线前进。惯性使它离开主导气流；走的是图中虚线的轨迹。气流 宽度 b 以内的粒子，与介质碰撞而被捕集。这种捕集由于微粒直冲到纤维表面，因摩擦粘附， 微粒就滞留在纤维表面上，这称为惯性冲击滞留作用。 惯性捕集是空气过滤器除菌的重要作用，其大小取决于颗粒的动能和纤维的阻力，也就 是取决于气流的流速。惯性力与气流流速成正比，当流速过低时，惯性捕集作用很小，甚至 接近于零；当空气流速增至足够大时，惯性捕集则起主导作用。 纤维能滞留微粒的宽度区间 b 与纤维直径 df之比，称为单纤维的惯性冲击捕集效率 ηl。 b 的大小由微粒的运动惯性所决定。微粒的运动惯性越大，它受气流换向干扰越小，b 值就越大。同时，实践证明，捕集效率是微粒惯性力的无因次准数 φ 的函数： ηl=f（φ） 准数 φ 与纤维的直径、微粒的直径、微粒的运动速度的关系为： 由上式可见，空气流速 v0 是影响捕集效率的重要参数。在一定条件下(微生物微粒直径、 纤维直径、空气温度)，改变气流的流速就是改变微粒的运动惯性力；当气流速度下降时， 微粒的运动速度随之下降，微粒的动量减少，惯性力减弱，微粒脱离主导气流的可能性也减 少，相应纤维滞留微粒的宽度 b 减小，即捕集效率下降。气流速度下降到微粒的惯性力不足 以使其脱离主导气流对纤维产生碰撞，即在气流的任一处，微粒也随气流改变运动方向绕过 纤维前进，即 b＝o 时，惯性力无因次准数 φ＝1/16，纤维的碰撞滞留效率等于零，这时的 气流速度称为惯性碰撞的临界速度 vc。vc是空气在纤维网格间隙的真实速度，它与容器空截 d f b 1 = Pa s k g m d m d m v m s c d c d v p p f f p p  = ：空气粘度， ：微粒密度， ； ：微粒直径， ； ：纤维直径， ； ：微粒（即空气）的流速， ； 式中 ：层流滑动修正系数；      3 0 0 3 / / (1) 18