Учёные исследовали принципы движения воздуха в фильтрах из нетканых материалов

Учёные из МГУ имени М.В. Ломоносова спроектировали конструкцию воздушного фильтра из нетканых материалов «Холлофайбер», разработанную на основе спирали Фибоначчи, сообщает компания «Термопол».

Исследователи описали качественную картину течения воздуха внутри макета фильтрационной установки. Анализ результатов эксперимента показал, что завихрения воздушного потока по всей длине прохождения через устройство, способствуют эффективному улавливанию загрязняющих частиц нетканым фильтрационным материалом.

Авторы работы доктора технических наук Ю.М. Трещалин и М.Ю. Трещалин обратили внимание на повсеместное применение пропорции «золотого сечения» при строительстве древних архитектурных и культовых сооружений, создании музыкальных и художественных произведений на протяжении более двух последних тысячелетий. Они сделали вывод о целесообразности проектирования технических устройств с использованием числа Φ = 1/φ =1,618033989... (обозначение буквой Ф принято в честь древнегреческого скульптора Фидия, часто применявшего золотую пропорцию в своих творениях).

Работая с современными синтетическими неткаными материалами, учёные рассмотрели «золотую спираль» как один из распространенных принципов, применяемых в фундаментальной и прикладной математике, а также в имитационном моделировании различных естественных, социальных, экономических процессов.

Спираль Фибоначчи, положенная в основу проектирования созданных из нетканых материалов «Холлофайбер» фильтров для очистки воздуха от примесей, выявила принципы движения воздушного потока и его очистки в волокнистой структуре. Учёные утверждают, что завихрения воздуха способствуют эффективному улавливанию загрязняющих частиц, причём наибольшее их количество остаётся на вогнутых поверхностях конструкции. Более того, применяя канал, например, круглого или эллипсоидального сечения, можно существенно уменьшить аэродинамическое сопротивление. А если должным образом регулировать скорость и направление течения, то весьма вероятно, что нетканый фильтрационный материал будет захватывать вредные примеси по всему периметру и особенно в верхней его части благодаря отсутствию застойных зон в местах соединения крышки, основания и стенок.

Полный текст с описанием конструкции воздушного фильтра представлен в разделе «Научная литература» на сайте hollowfiber.ru.

Изображения предоставлены компанией «Термопол».