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防尘口罩是如何起到防尘作用的?

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防尘口罩是如何起到防尘作用的?

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【摘要】:
防尘口罩旨在防止灰尘进入人体呼吸系统。结构虽然简单,但使用并不简单。选择适用且适合的口罩只是防护的第1步,要想防护起到作用,需要正确使用,这不仅包括按照使用说明书佩戴,确保每次位置正确,还需要在接尘作业中坚持佩戴,及时发现失效迹象,及时更换。当任何部件出现破损、断裂和丢失(如鼻夹、鼻夹垫),以及明显感觉呼吸阻力增加时,应废弃。这个防尘功能是怎么实现的?我们来看看防尘口罩的过滤机理,就能一探究竟。

  防尘口罩旨在防止灰尘进入人体呼吸系统。结构虽然简单,但使用并不简单。选择适用且适合的口罩只是防护的第1步,要想防护起到作用,需要正确使用,这不仅包括按照使用说明书佩戴,确保每次位置正确,还需要在接尘作业中坚持佩戴,及时发现失效迹象,及时更换。当任何部件出现破损、断裂和丢失(如鼻夹、鼻夹垫),以及明显感觉呼吸阻力增加时,应废弃。这个防尘功能是怎么实现的?我们来看看防尘口罩的过滤机理,就能一探究竟。

防尘口罩是如何起到防尘作用的?

  一、冲击和惯性——表面过滤

  冲击:含尘气流接近纤维,粒径和风速较大的尘粒与接触或碰撞,被纤维拦截。

  惯性:通过滤料弯曲的网状通道时,动量较大的会因惯性而偏离流线方向,与纤维碰撞而被拦截。对于 防尘口罩来说,粒径大、密度高、速度快的惯性沉积明显。(补充说明:动量是指物体的质量和速度的乘积;粒径是指颗粒的直径。)  二、扩散——深层过滤

  尘粒与气体分子的碰撞会产生随机布朗运动,从而导致颗粒的随机运动。当含尘气流接近或穿过过滤材料,这种运动会使颗粒扩散并与纤维随机,从而被收集(沉积)在纤维棉上。当风速较小,扩散沉积明显。

  三、静电过滤

  当含尘与表面的距离小于或等于半径R,由于与纤分子引力,粒径较小的被吸附并捕集。换句话说,在粉碎和运动过程会因相互摩擦而产生电荷,不同物质携带的极性也不同;带相反电荷的会因相互吸引而形成更大的新粒子,更容易被捕获;另一方面,相同的尘埃由于相互排斥而扩散(布朗运动),容易被捕获。

  根据特性,可以采用正负静电作为防尘口罩的过滤材料。当含尘气流接触这种过滤材料,通过过滤材料后继续前进,带正负的尘粒会被静电捕获。过滤材料的电荷越大,其防尘效率越高。

  四、改良过滤

  可呼吸粉尘是指收集的尘粒全部在7.07m以下,5m的收集效率为50%。能进入人体肺泡区的粒径小于5m的颗粒是尘肺病的病因。

  综上所述,当含尘气流通过防尘口罩的过滤材料,在几种机制的共同作用下,较大的尘粒被惯性或冲击截留,而较小的通过扩散或静电作用沉积,或者通过静电作用变成新的大颗粒,被拦截,或者沉积。