Proces oczyszczania gazu (powietrza) jest zatem wynikiem złożonego układu zjawisk działających w przestrzeni urządzenia filtracyjnego, sprzyjających usunięciu cząstek z gazu i osadzenia ich na powierzchni kolektora (włókna). Pozostając dostatecznie długo w obszarze działania różnorodnych sił i zjawisk, cząstki mogą osadzać się na powierzchni kolektora w wyniku bezpośredniego zderzenia lub mogą być do niego kierowane wskutek działania mechanizmów filtracyjnych. Mechanizmy te mogą oddziaływać pojedynczo lub w odpowiedniej kombinacji, przy czym działanie jednego z nich jest zawsze dominujące.
Mechanizm dyfuzji molekularnej
W miarę zmniejszania się średnic cząstek pyłu i ich masy, aż do osiągnięcia wielkości charakteryzujących cząstki gazu, ziarna w coraz większym stopniu będą podlegać prawom rządzącym kinetyką gazów. Cząsteczki gazu znajdując się w nieustannym ruchu będą uderzać w submikronowe ziarna (o średnicy < 1 µm), wprawiając je w zygzakowate ruchy zwane ruchami Browna. Tory ruchu bardzo drobnych cząstek pyłu, przemieszczających się wraz ze strugami gazu i poruszających się dodatkowo ruchami Browna, mogą znacznie odbiegać od kształtu linii prądu, także w strefie opływu elementu filtracyjnego. Zderzenia cząsteczek gazu, poruszających się ruchami Browna, z cząstkami pyłu mogą spowodować wytrącanie najmniejszych ziaren pyłu ze strumienia gazu w kierunku elementów filtracyjnych. Poszczególne cząstki pyłu, znajdujące się w strudze gazu napływającego na element filtracyjny, będą miały różne możliwości zderzenia się z powierzchnią tego elementu.
Znaczenie mechanizmu dyfuzyjnego jest szczególnie istotne dla cząstek submikronowych. Dla cząstek większych od 1 μm ruchy Browna słabną, przybierają formę drgań, a dla cząstek większych od 20 μm - stają się niezauważalne.
W przypadku cząstek o średnicach 0,3÷1 μm współczynnik dyfuzji przyjmuje małe wartości, a jednocześnie dla tych cząstek, w zakresie prędkości do 1 m/s, efekt osadzania bezwładnościowego również jest mały.
Można przyjąć, że efekt osadzania dyfuzyjnego jest dobrze widoczny dla cząstek o średnicy nie przekraczającej 1 μm, szczególnie w przypadku, gdy średnica włókna jest większa od średnicy ziarna. W warunkach wysokoskutecznego oczyszczania aerozolu praktycznie występuje tylko zjawisko dyfuzji i zaczepiania.
Mechanizm zderzenia bezwładnościowego
Przy przepływie zapylonego powietrza wokół elementów filtracyjnych, tory cząstek pyłu o większej masie i o dużej średnicy, nie są identyczne z liniami prądu. Cząstki takie opuszczają linie prądu i docierają do powierzchni elementu filtracyjnego (do włókna w warstwie filtracyjnej) poprzez warstwę przyścienną. Taki mechanizm osadzania występuje przy dużych prędkościach przepływu powietrza (1 ÷ 3 m/s) oraz dla cząstek o dużych wymiarach. Przy bardzo małej masie cząstek, ich niewielkiej średnicy (< 1 µm) i niedużej prędkości przepływu (< 1 m/s) prawdopodobieństwo zderzenia bezwładnościowego z powierzchnią włókna może być niewielkie. Praktycznie dla cząstek o średnicy ≤ 0,2 µm i prędkości mniejszej od 1 m/s wpływ bezwładności na całkowitą skuteczność filtracji może być pominięty. Natomiast dla cząstek ≥ 1 µm mechanizm bezwładnościowy staje się jednym z najistotniejszych zjawisk w procesie filtracji.
Mechanizm zaczepienia
Cząstka pyłu może zderzyć się z elementem filtracyjnym poruszając się także wzdłuż linii prądu gazu, a więc bez wpływu mechanizmu bezwładnościowego. Takie zjawisko, zwane mechanizmem zaczepienia, może zaistnieć w przypadku bardzo małych cząstek pyłu o niewielkiej gęstości, poruszających się z niewielkimi prędkościami, a więc wtedy, gdy zjawisko osadzania inercyjnego (bezwładnościowego) jest pomijalnie małe. W skrajnym przypadku mechanizmowi zaczepienia może podlegać cząstka, która zetknie się stycznie z powierzchnią elementu filtracyjnego. Skuteczność zatrzymania ziaren w wyniku zaczepienia wzrasta również wraz ze zwiększaniem się wymiarów cząstek. Na zwiększenie efektywności filtracji w przypadku, gdy dominującym zjawiskiem jest zaczepienie, najbardziej wpływa jednoczesne występowanie w materiale włókien o różnej grubości i wynikający stąd efekt przesłaniania.
Mechanizm osadzania grawitacyjnego
Zjawisko grawitacji ma znaczący wpływ na tory ruchu i prędkość poruszania się cząstki pyłu wówczas, gdy zapylony gaz przepływa przez warstwę filtracyjną z bardzo małą prędkością, a cząstki charakteryzują się dużymi średnicami. Grawitacyjne osadzanie na powierzchni elementu filtracyjnego może być zauważalne dla cząstek o wielkości 1 mm, jeśli będą one przepływały z prędkością mniejszą od 0,5 mm/s przez warstwę utworzoną z włókien o średnicy 10 µm.
