在第二次世界大战期间寻找更好的保护性过滤材料之前，空气过滤被认为类似于水过滤（Barnette和Smith，2003年）。诺贝尔奖获得者欧文·朗缪尔最初开发了基于纤维上颗粒保留的现代空气过滤理论（Barnette和Smith，2003年）。流经过滤介质的气溶胶颗粒与纤维接触，通过包括范德华力在内的静电力粘附在纤维上。Langmuir的空气过滤理论基于拦截和扩散机制的粒子接触和保留（Barnette和Smith2003）。Ramskill、Anderson和许多其他研究人员对他的理论的补充包括惯性撞击、引力固定和静电吸引力的影响（Barnette和Smith，2003年）。Davies于1951年将单个粒子捕获机制整合到单个纤维效率（SFE）模型中，以整合许多捕获机制的综合效应（Hinds1999；Davies1973；Brown1993）。文献中很好地涵盖了SFE模型。直径小于0.3微米的非常小的颗粒主要由布朗扩散收集，而大于0.3微米的颗粒主要由拦截和惯性撞击收集。
方程（1）将多集合力学的影响整合到单纤维效率EΣ中，其中ER、ED、EDR、EI、EG和EE分别是拦截、扩散、拦截扩散、惯性撞击、引力沉着和静电的单纤维效率。
最重要的是纤维直径。直径较小的纤维具有更大的表面积与体积比。例如，通过将直径减少一半，四根较小的纤维现在具有与较大纤维的体积相等，是表面积的四倍。相同固体体积分数的表面积增加有利于过滤效率，但不利于气流阻力。纤维直径df、纤维填充密度αf和滤光片厚度t是三个重要参数，它们与单纤维效率EΣ相结合，计算总滤波器效率EF如下方程所示：
过滤器的压降ΔP所描述的气流阻力也可以与过滤器厚度、纤维直径、固态度\(f\left({\alpha }_{\mathrm{f}}\right)\的函数)以及空气速U0和空气粘度\eta有关，如Eq所示。（3）这种分析的基础是达西定律。许多作者开发了固体\（f\left({\alpha }_{\mathrm{f}}\right)\）的独立函数，以将压降预测与实验观测相适应。
空气过滤的两个目标是提高总过滤效率，同时降低对气流的阻力。这两个竞争目标的比较被称为过滤器的“质量系数”或“优点数字”，计算如Eq.4所示，其中\mathrm{QF}代表过滤器质量系数。
方程（1）将多集合力学的影响整合到单纤维效率EΣ中，其中ER、ED、EDR、EI、EG和EE分别是拦截、扩散、拦截扩散、惯性撞击、引力沉着和静电的单纤维效率。
最重要的是纤维直径。直径较小的纤维具有更大的表面积与体积比。例如，通过将直径减少一半，四根较小的纤维现在具有与较大纤维的体积相等，是表面积的四倍。相同固体体积分数的表面积增加有利于过滤效率，但不利于气流阻力。纤维直径df、纤维填充密度αf和滤光片厚度t是三个重要参数，它们与单纤维效率EΣ相结合，计算总滤波器效率EF如下方程所示：
过滤器的压降ΔP所描述的气流阻力也可以与过滤器厚度、纤维直径、固态度\(f\left({\alpha }_{\mathrm{f}}\right)\的函数)以及空气速U0和空气粘度\eta有关，如Eq所示。（3）这种分析的基础是达西定律。许多作者开发了固体\（f\left({\alpha }_{\mathrm{f}}\right)\）的独立函数，以将压降预测与实验观测相适应。
空气过滤的两个目标是提高总过滤效率，同时降低对气流的阻力。这两个竞争目标的比较被称为过滤器的“质量系数”或“优点数字”，计算如Eq.4所示，其中\mathrm{QF}代表过滤器质量系数。
