Улавливание субмикронных аэрозольных частиц фильтрами из нановолокон

Рассмотрено осаждение аэрозольных частиц из стоксова потока в фильтрах из нановолокон при числах Кнудсена $\text{Kn}$ ∼ 1. Эффективность улавливания частиц модельными фильтрами с 2D и 3D структурой определена численным моделированием с учетом эффекта скольжения газа на волокнах в зависимости от радиуса частиц $r_{\text{p}}$, параметров фильтров (радиуса нановолокон $a$, плотности упаковки $\alpha$ и толщины фильтра) и от условий фильтрации. Показано, что коэффициенты захвата частиц нановолокнами в 2D и 3D модельных фильтрах при одинаковой малой плотности упаковки $\alpha$ < 0.02 практически не отличаются. Установлено, что зависимость проскока частиц от их радиуса при постоянной скорости, порядка нескольких см/с, при $\text{Kn}$ ∼ 1 проходит через максимум, соответствующий частицам с радиусом $r_{\text{p}}\text{~}a$. Рассчитанные размеры наиболее проникающих частиц согласуются с экспериментом. Полученные результаты найдут применение при выборе аэрозолей для испытания фильтров из нановолокон.