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La meccanica di filtrazioneCome funziona realmente un filtro dell’aria?
Leadership in Filtration
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È noto che un filtro dell’aria ha il compito di catturare le
particelle di impurità.
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Probabilmente è noto anche che l’aria satura si dirige verso un lato del filtro, mentre l’aria
pulita fuoriesce dal lato opposto.
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Ma cosa succede nella parte centrale di questo processo, durante la quale l’aria
viene effettivamente pulita?
?
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La filtrazione dell’aria con sistemi di riscaldamento, ventilazione e
condizionamento dell’aria (HVAC) si compone di quattro meccanismi essenziali.
Setaccio Inerzia a collisione Diffusione Intercettazione
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Osserviamo ciascuno di questi meccanismi in modo più dettagliato...
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Setaccio
Il primo meccanismo è il setaccio, la forma più semplice di filtrazione.
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Setaccio
La particella segue il percorso del flusso d’aria...
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Setaccio
... ma essendo troppo grande per attraversare le fibre del mezzo filtrante, viene catturata dal filtro.
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Inerzia a collisione
Le particelle di grandi dimensioni e ad alta densità vengono in genere catturate mediante inerzia a collisione.
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Inerzia a collisione
Quando l’aria attraversa il mezzo filtrante, passa attorno alle fibre...
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Inerzia a collisione
... ma l’inerzia fa sì che la particella si separi dal flusso d’aria e collida con la fibra.
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Diffusione
Le particelle di dimensioni più piccole vengono catturate mediante diffusione.
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Diffusione
Queste particelle minuscole compiono due percorsi irregolari, analogamente a un gas.
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Diffusione
Questo è noto come moto Browniano ed è solitamente separato dal flusso d’aria.
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Diffusione
Questa irregolarità aumenta la probabilità che la particella collida con una fibra.
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Elettrostatica
Infine, abbiamo l’intercettazione, che ha luogo solo nei filtri contenenti mezzi filtranti sintetici.
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Elettrostatica
La particella segue il percorso del flusso d’aria...
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Elettrostatica
... ma mentre si avvicina a una fibra, una forza elettrostatica attira la particella...
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Elettrostatica
... in modo che collida con i mezzi filtranti e venga catturata.
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Il lato positivo di questi meccanismi di filtrazione è che non operano da soli.
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Un filtro potrebbe impiegare migliaia di istanze di questi meccanismi di filtrazione in qualsiasi momento.
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L’efficienza di ciascun meccanismo oscillerà per l’intera durata del filtro...
Efficienza
Tempo
ELETTROSTATICA
SETACCIO, INERZIA A COLLISIONE E DIFFUSIONE
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Efficienza
Tempo
ELETTROSTATICA
SETACCIO, INERZIA A COLLISIONE E DIFFUSIONE
Ma è l’effetto cumulativo di tutti questi meccanismi che determina l’efficienza
complessiva del filtro.
EFFICIENZA COMPLESSIVA
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L’importante è combinare i meccanismi correttamente...
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... per raggiungere il giusto livello di protezione.
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Ecco perché quando si sviluppano nuovi mezzi filtranti, modelliamo l’efficienza di ciascun meccanismo in base
all'intera durata del filtro.
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In genere, ciò dipende dalla singola fibra. E spesso si tratta di nanofibre.
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Tutto questo impegno è finalizzato a garantire un prodotto che funzioni
esattamente come ci si aspetta.
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