Resumen

La aplicación de nanofibras se ha convertido en un enfoque emergente para mejorar la eficacia de la filtración, pero surgen dudas sobre la disminución del factor de calidad (QF) para determinadas partículas debido al rápido aumento de la caída de presión. En este artículo, investigamos teóricamente el QF de los filtros de doble capa para la filtración de nanopartículas monodispersas y polidispersas. El problema inverso de la filtración de aire, tal como se define en este trabajo, consiste en determinar la construcción óptima del filtro fibroso de dos capas con el máximo QF. En comparación con un sustrato de una sola capa, se encuentran valores de QF mejorados para filtros de dos capas cuando se añade una segunda capa con parámetros estructurales adecuados. Se estudian las influencias de la solidez, el diámetro de la fibra, el grosor del filtro, la velocidad de la cara y el tamaño de las partículas en la optimización del QF. También se hallan los valores máximos de QF para partículas polidispersas realistas con una distribución de tamaños lognormal. Además, proponemos un QF modificado (MQF) que tiene en cuenta los efectos del coste energético y la velocidad de flujo, que son significativos en determinadas operaciones. El MQF óptimo del filtro de doble capa es más del doble que el de la primera capa. Este trabajo proporciona una herramienta rápida para diseñar y optimizar estructuras fibrosas con mejores prestaciones para la filtración de aire de nanopartículas específicas.

• Materias:Biotecnología Análisis electroquímico Nanotecnología Bioingeniería Nanoestructuras Nanocompuestos
• Subjects:Biotechnology Electrochemical analysis Nanotechnology Bioengineering Nanostructures Nanocomposites
• Palabras claves:filtración de aire, filtros de capas, distribución lognormal de tamaños, valores máximos de qf, parámetros estructurales adecuados, partículas polidispersas realistas, trabajo, valores de qf, factor de calidad, mejor rendimiento
• Keywords:air filtration, layer filters, lognormal size distribution, maximum qf values, proper structural parameters, realistic polydisperse particles, work, qf values, quality factor, better performance