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① 직접차단(간섭)

② 관성충돌

③ 확산

④ 중력침강

⑤ 정전기침강

⑥ 체질(체거름)

[해설]

여과지는 흔히 생각하듯 체처럼 구멍보다 큰 입자만 걸러 내는 것이 아니다. 실제로는 공극보다 훨씬 작은 입자도 잡히는데, 여러 기전이 함께 작용하기 때문이다. 그래서 여과지의 공극 크기보다 작은 입자의 포집효율이 100 %에 가깝게 나오기도 한다.

직접차단(간섭) — 기류를 그대로 따라가던 입자가 섬유 표면을 스치면서 붙잡히는 것으로, 입자의 반지름이 섬유와의 거리보다 클 때 일어난다.

관성충돌 — 기류가 섬유를 피해 휘어질 때 질량이 큰 입자는 관성 때문에 방향을 바꾸지 못하고 섬유에 부딪혀 붙는다. 입자가 크고 무거울수록, 유속이 빠를수록 커진다.

확산 — 아주 작은 입자는 공기 분자와 부딪혀 불규칙하게 움직이다가(브라운 운동) 섬유에 닿아 붙는다. 입자가 작을수록, 유속이 느릴수록 커진다.

중력침강 — 무거운 입자가 중력으로 가라앉아 섬유에 얹히는 것으로, 기류속도가 느릴 때 기여한다.

정전기침강 — 대전된 입자와 섬유 사이의 정전기력으로 붙잡히는 것이다.

체질(체거름) — 여과지의 공극보다 큰 입자가 그대로 걸리는, 가장 단순한 기전이다.

기전마다 유리한 입경이 다르다는 점이 중요하다. 큰 입자는 관성충돌과 차단으로, 작은 입자는 확산으로 잘 잡히는 반면, 그 사이인 0.3 μm 부근에서는 어느 기전도 잘 듣지 않아 포집효율이 가장 낮아진다. 방진마스크와 여과지의 성능을 이 크기에서 시험하는 것도 그래서다.