Сажа из газа

Разные источники разных видов пыли и ее способность забивать фильтры: 1 – источники микропыли, медленно оседающей на землю; 2 – источники грубой пыли, быстро оседающей на землю; 3 – грубая пыль; 4 – слой пыли; 5 – фильтр; 6 – микропыль.

Изготовители воздушных фильтров испытывают их на автомобилях в ходе длительных пробегов. Такие дорогостоящие испытания служат обычно окончательной проверкой эффективности нового изделия. А вот на стадии исследований необходим лабораторный стенд, имитирующий реальную запыленность дорог. Такой придумали на фирме «Манн+Хуммель» (Mann+Hummel), использовав в качестве пылегенератора пропановую горелку.

Обычно сгорание газа стремятся сделать максимально чистым и полным, подбирая нужное количество воздуха. Регулирующие заслонки стоят на всех бытовых газовых приборах, и если прикрыть их, пламя из голубого станет ярко-желтым, чадящим. Как раз такое понадобилось для стенда. Только управлять воздушными заслонками поручили компьютеру, что дало возможность получать сажу с заданным размером частиц в 80, 95 или, скажем, 110 нм. Система замкнута следящей обратной связью, так что концентрация и состав частиц сажи поддерживаются весьма точно.

Раньше для подобных испытаний использовали вентилятор, продувающий кварцевый песок с размером частиц от 300 нм до 300 мкм, но это аналог, так сказать, нерукотворной дорожной пыли. А с развитием автомобилизации и энергетики из всевозможных труб повалили как раз сажевые частицы наноразмеров. Они-то, как выяснилось, не только значительно вреднее для здоровья, но и к тому же плотнее забивают воздушные фильтры, требуют новых подходов к их конструированию. При равном воздушном сопротивлении слой крупнозернистой пыли получается вдесятеро толще, чем сажевой, но задерживает меньше воздуха! Причем фильтры имеет смысл адаптировать к конкретному региону. Например, именно в Европе наблюдается новая «нановредность», тогда как обычной пыли сравнительно мало.