Инерционное осаждение.

Полагают, что величина сопротивления движению сферической частицы, дви­жущейся с определенной скоростью в потоке воздуха, подчиняется уравнению Стокса, а движение частицы подчиняется уравнениям:

где — диаметр частицы (микроорганизма); Рч — плотность ча­стицы; У_ч — скорость движения частицы в потоке воздуха; V„ — скорость воздуха; р_в—вязкость воздуха; С_ч — поправочный коэф­фициент Каннингема для ламинарного потока.

Теоретическое значение задерживающей способности одного волокна вследствие инерционного осаждения ча­стиц определяют из уравнения

где г| о—задерживающая способность одного волокна вследствие- инерционного осаждения частиц; Ь_в — ширина потока воздуха; df — диаметр волокон.

При этом часто пользуются соотношением

в котором ф рассматривается как инерционный пара­метр. Имеются сообщения о том, что ї)₄°=0 при -ф = ^І/ібі- однако в случае волокон нецилиндрической формы имеют место и иные соотношения. Если считать, что при ф = ¹/іб скорость воздуха является критической, то

На основе уравнения (78) обычно строят графики по которым легко анализировать влияние диаметра волокон и частиц на критическую скорость- осаждения частиц.

Графики такого типа полезны при оценке ориентиро­вочного значения Г_Кр, ниже которого инерционным осаж­дением частиц можно пренебречь.

Захват частиц.

В уравнении (79) принято, что скорость воздуха в набегающем потоке У_в равна скорости потока воздуха V вокруг цилиндра.

Диффузионное осаждение. Мелкие частицы способны к броуновскому движению и по мере удаления от места входа могут задерживаться на поверхности волокон [96]. При ширине потока частиц, равной 2&о,

Известна и физическая модель для расчета общего коэффициента осаждения [52], которая основана на допущениях: единичное волокно перпендикулярно потоку аэрозоля; режим течения воздуха ламинарный; все ана­лизируемые параметры имеют два измерения.

После некоторых преобразований уравнения (79) и _s(80) можно упростить [96]:

Обращает на себя внимание тот факт, что при ско­рости воздуха 300 см/с толщина фильтрующей насадки, •обеспечивающая десятикратное снижение концентрации .52

микроорганизмов (Ago), при очистке от фага почти в 3 раза больше, чем при очистке микробных клеток. Этот экспериментально подтвержденный факт имеет исключительно важное значение в производстве лизо­генных культур, особенно в тех случаях, когда воздух, подаваемый в фильтры и далее в ферментеры, содержит клетки вирулентного фага.

Природа процесса фильтрации такова, что для каж­дого фильтра можно подобрать скорость воздуха, при которой эффективность фильтрации окажется минималь­ной. При низких скоростях на частицу действуют грави­тационные, диффузионные и электростатические силы.

Требования к задерживающей способности фильтров можно определить из уравнения

где х_в — концентрация микроорганизмов в поступающем на фильтр воздухе; Qb — объемная скорость потока воздуха через фильтр; , т—продолжительность фильтрации; Р_в—допустимая вероятность прохождения посторонних микроорганизмов через фильтр.

Очевидно, что

Как отмечалось выше, получена зависимость и для определения критической скорости, ниже которой силы инерции перестают действовать на микроорганизмы.

Полагают, что при конструировании фильтров целе­сообразно ориентироваться на микроорганизмы разме­ром 0,5 мкм и более [124]. Для расчета перепада дав- 53

ления на волокнистом фильтре приводится формула [124]

3.5.