A stochastic model for the filtration of dilute suspensions using non-woven cloths

Authors


Abstract

A model is described to simulate a non-woven unneedled fibre filter which describes the basic random structure of these materials. Good agreement is obtained between the observed structure of non-woven filter fabrics and the predictions of the model. Data on the pore structure, pore area, perimeter and hydraulic radius can be predicted from the model.

This description of a non-woven filter is used in a stochastic trajectory model to calculate particle filtration. The analysis applies to filtration of dilute suspensions in the regime where particle screening is the predominant mechanism of filtration. The model predicts that the penetration into the filter decays exponentially with depth in the direction of flow. The interaction between the particle distribution on filter media (pore distribution) is taken fully into account in the analysis. The computational method allows the effect of particle size distribution on filtration efficiency, pore blockage and pore binding to be evaluated.

Abstract

On décrit un modèle pour simuler un filtre de fibres non tissées et non cousues, qui décrit la structure aléatoire de base de ces matériaux. On obtient une bonne concordance entre la structure observée des tissus-filtres non tissées et les prévisions du modèle; on peut prédire à l'aide de ce modèle des données sur la structure des pores, l'aire des pores, leur périmètre et leur rayon hydraulique.

On a employé cette description d'un filtre non tissé dans un modèle à trajectoires stochastiques pour calculer la filtration particulaire. L'analyse s'applique à la filtration de suspensions diluées dans le régime où le tamisage des particules est le mécanisme prédominant de la filtration. Le modèle prévoit que la pénétration dans le filtre diminue de manière exponentielle avec la profondeur dans la direction de l'écoulement. On prend complètement en considération, dans l'analyse, l'interaction entre la distribution des particules et les caractéristiques du milieu de filtration (distribution des pores). La méthode de calcul permet d'évaluer l'effet de la distribution des dimensions des particules sur l'efficacité de la filtration, le blocage et le masquage des pores.

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