一、孤立體捕集機理
纖維層濾料由眾多單纖維構成，首先研究單一纖維的捕集機理。當含塵氣流繞流纖維體時，發生攔截效應、慣性效應、擴散效應、靜電效應、重力效應，從而捕集塵粒，如圖2 -1所示。
1．慣性效應
當塵粒沿流線運動接近纖維體時，氣體繞流，而較大質量的塵粒受慣性力作用偏離流線，切向運動，與纖維碰撞而截留。
2．攔截效應
當塵粒沿流線運動接近纖維體時，大多數細小的塵粒隨氣流繞流，只有半徑大于或等于塵粒中心至纖維邊緣之間距離的塵粒，被纖維攔截鉤附。
3．擴散效應
粒徑≤0.1μm的微粒在流體分子熱運動的作用下產生不規則的布朗擴散，脫離流線，被纖維捕集。對于0. lμm的微粒，在常溫下每秒擴散距離可達17 μm。粒徑越小、含塵氣體溫度越高，擴散效益越明顯。
4．靜電效應
因受摩擦感應或外加電場的作用，使塵粒或纖維荷電，當兩者電荷極性相反時，在庫侖力的作用下，塵粒被纖維吸引而捕集。
5．重力效應
當塵粒粒徑較大、質量較重，而氣流速度較小時，塵粒在重力作用下，脫離運動軌跡，沉落纖維表面而捕集。
此外，還有分子間吸引的范德華效應、溫差造成的熱致遷移效應、濃度差異引起的濃度擴散效應。
以上各種捕集效應是以單一纖維作孤立捕集體來描述的，實際上，起過濾作用的是按一定組織結構排列的眾多纖維集合體，纖維之相互發生影響。同時，過濾。過程通常不是一種效應起作刊用，而是多種效應同時起作用，各種捕集效應所起的捕集作用因塵粒大小、流速高低而異。
可見，對粒徑大于1.0μm的塵粒，以慣性碰撞、重力和攔截效應為主，對粒徑小于0. 2μm的塵粒，以分子擴散和靜電效應為主；當流速大于15cm/s時，慣性碰撞作用加強，當流速小于5 cm/s時，重力、攔截、擴散效應明顯。
二、纖維層過濾機理
纖維層是由眾多單纖維或紗線按一定組織結構排列構成的多孔集合體。纖維層的過濾機理除了上述慣性效應、攔截效應、擴散效應、靜電效應、重力效應之外，還有篩孔效應。
含塵氣流通過纖維層時，氣體中粒徑大于纖維、紗線間孔隙或塵間孔徑的粉塵，即被篩分捕集，此謂篩分效應。
在工業除塵領域，常用的纖維層濾料有機織布和針刺氈兩大類。這兩類纖維層濾料的組織結構和制造工藝并不一樣，初期的過濾機理也不相同。
1．機織布纖維層過濾機理
機織布是由纖維紡成紗線，再用紗線織成多種織紋的二維平面結構纖維集合體。機織布的纖維層較薄，通常厚度小于1mm，纖維間抱合緊密而孔隙小，線間交叉孔隙較大，孔道直通，孔徑約為30~60μm，總體空隙率約為35%~50%，其中實際起透氣及過濾作用的線間空隙僅為30~40%。含塵氣流通過纖維層時，粉塵主要受慣性效應、攔截效應、擴散效應、以及篩分效應的綜合作用。部分塵粒依附于纖維表面，被勾留堆積，進而橋接，衍生出粉塵層，部分細微塵粒穿透纖維層。清灰再生時，由于纖維層內孔道平直，積灰容易松動離散。從過濾機理分析，機織布纖維層的初期過濾雖有一定體過濾作用，但更接近面過濾作用。
2.針刺氈纖維層過濾機理
針刺氈是將纖維用機械或化學方式壓延絡全，或將纖維成網（絮棉）疊合，再用針刺（或水刺）交勾絡全制成的三維空間結構纖維集合體。
針刺氈纖維層較厚，通常厚度為1.5~2.5mm，纖維間形成空隙結構，孔道曲折，分布均勻，孔徑約為10~40μm，孔隙率可達70~80%。含塵氣流通過纖維層時，粉塵主要受慣性效應、攔截效應、擴散效應以及篩分效應的綜合作用。部分塵粒被纖維依附勾留，部分塵粒滲入纖維層內部孔隙，與纖維構成聯合捕集體，繼而向表面擴展，形成粉塵層，少部分細微塵穿透纖維層。清灰再生時，由于纖維層內孔道曲折，積塵不易松動逃逸。從過濾機理分析，初期針刺氈纖維層的過濾機理與空氣過濾器類似，以體過濾為主，隨著表面粉塵層的建立，逐漸向面過濾過渡。
三、容塵纖維過濾機理
纖維層濾料的設計孔徑為20~60μm，難以捕集細粉塵，實驗室測試其初期過濾效率僅為50~80%，顯然不能滿足工業除塵的要求。
作為高效除塵設備的袋式除塵器，纖維層濾料的真正過濾作用是依靠黏附于纖維層表面的一次粉塵層。袋式除塵器投運以后，隨著過濾進程，以清潔濾料纖維層為“核心”，衍生出粉塵層。初期建立的粉塵層是不穩固的，清灰后容易松動脫落，但總有部分塵粒殘留在纖維層表面，經過多次過濾——清灰，逐步形成清灰后不再剝離的穩定粉塵層，稱為一次粉塵層。建立一次粉塵層后的清潔纖維層稱為容塵纖維層。一次粉塵層是由細粒塵組成的多孔結構，已與濾料表層纖維黏附成一體。容塵纖維層與清潔纖維層相比，孔徑小、孔道彎曲、孔隙率降低，從過濾機理分析，即使對微粒1μm以下的微粒塵，也可達到99.9%的過濾效率。
四、覆膜纖維層過濾機理
覆膜濾料是將一層膨化聚四氟乙烯微孔薄膜（ePTFE膜）用熱壓或膠黏等方法復合
在常規纖維層濾料表面制成的高端除塵濾料。ePTFE膜呈立體網狀結構，孔形不規則，孔道彎曲，孔徑僅為0.2~3.0μm，孔隙率可達80~90%，是至今最為合理的纖維類微孔結構。在過濾機理上，除了共有的慣性、攔截、擴散、靜電等常規效應外，篩孔效應起主導作用。以此微孔薄膜代替一次粉塵層，即使在過濾初期，細微塵粒也難以滲入纖維層內部，實現名副其實的面過濾。其過濾效率可達99.99%，比非覆膜常規濾料高一個數量級。ePTFE膜具有不黏性，表面張力低，具有極佳的清灰剝離性能。
對常規纖維層濾料表面采取壓光、燒毛、涂膜等后處理措施，以及開發高密面層梯度結構纖維層濾料，都是旨在改善纖維層濾料表面微孔結構，盡量減少粉塵在纖維層內沉積，實現由體過濾向表面過濾的轉化，只是其效果仍比不上覆膜濾料優良。
