Influencia de la Humedad en el Campo Eléctrico, la Eficiencia de Filtración y la Velocidad de Flujo en Medios de Filtro Electreto: Simulación Numérica Directa
Autores: Stoll, Daniel; Antonyuk, Sergiy
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Influencia de la Humedad en el Campo Eléctrico, la Eficiencia de Filtración y la Velocidad de Flujo en Medios de Filtro Electreto: Simulación Numérica Directa
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Medios de filtración electret
Humedad
Campo eléctrico
Eficiencia de filtración
Diámetro de fibra
Porosidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los medios de filtración electret se cargan electrostáticamente durante el proceso de fabricación para activar mecanismos de separación eléctrica efectivos. Con el fin de investigar la influencia de la humedad en estos mecanismos, el campo eléctrico y la eficiencia de filtración, se llevó a cabo un estudio de Simulación Numérica Directa (DNS) de la deposición de aerosol dentro de medios filtrantes no tejidos fibrosos humedecidos utilizados en mascarillas. Las investigaciones experimentales iniciales determinaron propiedades clave del material filtrante, incluyendo porosidad, diámetro de fibra y densidad de carga superficial. Utilizando Micro-Tomografía Computarizada (uCT), se identificaron ubicaciones preferidas para la deposición de gotas dentro del filtro. Experimentos adicionales cuantificaron la cantidad de agua absorbida por el medio filtrante y evaluaron su impacto en el campo eléctrico existente. Las simulaciones numéricas examinaron varios modelos con diferente porosidad y diámetro de fibra, incorporando diferentes niveles de contenido de agua para analizar los cambios en el campo eléctrico, la velocidad de flujo y la eficiencia de filtración resultante. Los resultados proporcionan valiosos conocimientos sobre los efectos significativos del cambio de fibra en el rendimiento de filtración, demostrando la capacidad del filtro electret para compensar parcialmente los impactos negativos del agua.
Descripción
Los medios de filtración electret se cargan electrostáticamente durante el proceso de fabricación para activar mecanismos de separación eléctrica efectivos. Con el fin de investigar la influencia de la humedad en estos mecanismos, el campo eléctrico y la eficiencia de filtración, se llevó a cabo un estudio de Simulación Numérica Directa (DNS) de la deposición de aerosol dentro de medios filtrantes no tejidos fibrosos humedecidos utilizados en mascarillas. Las investigaciones experimentales iniciales determinaron propiedades clave del material filtrante, incluyendo porosidad, diámetro de fibra y densidad de carga superficial. Utilizando Micro-Tomografía Computarizada (uCT), se identificaron ubicaciones preferidas para la deposición de gotas dentro del filtro. Experimentos adicionales cuantificaron la cantidad de agua absorbida por el medio filtrante y evaluaron su impacto en el campo eléctrico existente. Las simulaciones numéricas examinaron varios modelos con diferente porosidad y diámetro de fibra, incorporando diferentes niveles de contenido de agua para analizar los cambios en el campo eléctrico, la velocidad de flujo y la eficiencia de filtración resultante. Los resultados proporcionan valiosos conocimientos sobre los efectos significativos del cambio de fibra en el rendimiento de filtración, demostrando la capacidad del filtro electret para compensar parcialmente los impactos negativos del agua.