Въведение

Телена мрежасе използва навсякъде - в ОВК системи, индустриално филтриране, пневматично транспортиране, пречистване на вода, горивни системи, производство на храни, фармацевтично производство и стотици други приложения. Но един фактор управлява почти всички характеристики на работата на мрежата:плътност на мрежата. Плътността на мрежата определя колко плътно е изтъкана мрежата, колко отворена площ има, колко лесно въздух или течност преминава през нея и колко ефективно улавя замърсителите.

Тази статия изследва плътността на мрежата от самото начало - какво представлява, как се измерва, как влияе на съпротивлението на въздушния поток, как определя ефективността на филтриране и как инженерите могат да използват принципите на плътността, за да оптимизират дизайна на филтъра.

1. Какво еМрежаПлътност?

Плътността на окото се отнася до това колко жици и отвори съществуват в измерена единица на окото. Обикновено се изразява като:

Брой на окото

Размер на отвора / рейтинг в микрони

Отворена площ

Порьозност

Всяка от тези концепции описва различни аспекти на една и съща структура.

1.1 Брой мрежи (жици на инч)

Най-често срещаното измерване еброй на окото, изразено като:

„X мрежа“=X отвори на линеен инч.

Примери:

Но само броят на мрежите НЕ е достатъчен, за да се определи ефективността на филтриране.

защо
Защото телдиаметърсъщо влияе колко отворена площ остава. Екран със 100 меша, изработен от дебела тел, позволява значително по-малък въздушен поток от екран със 100 меша, направен от по-тънка тел.

1.2 Размер на блендата и оценка в микрони

Размерът на отвора описва действителната ширина на отворите. Обикновено се изразява в:

Милиметри (mm)

Микрони (µm)

Изчислява се като:

Апертура=(1 / Брой отвори) – Диаметър на телта

Тази стойност е критична, защото определяминимален размер на частицитемрежата ще предотврати преминаването.

Примерна таблица: Брой на окото спрямо прибл. Микронен размер

Докато броят на окото дава обща представа за плътността,микрон рейтингдава действителната точност на филтриране.

1.3 Процент на отворената площ

Отворената площ (%) се отнася до това каква част от мрежата е празно пространство в сравнение с телта. Това пряко определя колко въздух или течност може да премине.

Отворена площ (%)=(Апертура²) / (Стъпка²) × 100

където:

Стъпка= Апертура + диаметър на проводника

По-отворена зона=по-ниско съпротивление на потока.
По-ниска открита зона=по-високо съпротивление на потока.

1.4 Порьозност

Порьозността е подобна на отворената площ, но описва съдържанието на 3D кухини вместо само равнинната област. Висока порьозност означава:

По-добър въздушен поток

По-нисък спад на налягането

По-малка прецизност на филтриране

Ниска порьозност означава:

По-висока устойчивост

По-добро улавяне на частици

Плътността на мрежата контролира директно порьозността.

2. Как плътността на мрежата влияе върху въздушния поток

Въздушният поток през мрежата се диктува от две основни сили:

Съпротивление на триене от проводници

Стесняване на отвори (отвори)

Когато плътността се увеличи:

Отворите стават по-малки

Повече площ на телената повърхност се докосва до въздушния поток

Потокът става турбулентен

Падането на налягането се увеличава

Това означава, че ефективността на въздушния поток намалява, когато мрежата стане по-плътна.

2.1 Устойчивост на въздушния поток и спад на налягането

Падането на налягането е един от най-важните показатели за ефективност на телената мрежа. Показва доколко мрежата забавя въздушния поток.

Връзката е:

По-висока плътност на мрежата=По-висок спад на налягането

По-висока скорост на потока=По-висок спад на наляганетоПо-ниска порьозност=По-висок спад на налягането

Таблица: Относителен спад на налягането при еднаква скорост на потока

Падането на налягането има големи последици за:

Ефективност на HVAC

Оразмеряване на промишлени вентилатори

Консумирана мощност на вентилатора

Надеждност на потока на горивната система

Системи за събиране на прах

Избор на мрежа, която етвърде плътенможе да съсипе производителността на системата.

2.2 Число на Рейнолдс и режим на потока

Въздушният поток от телена мрежа може да бъде:

Ламинарен(плавен поток)

Преходен

Бурен

По-високата плътност на мрежата причинява турбуленция по-рано, защото:

Отворите са по-малки

Проводниците нарушават граничния слой

Потокът трябва да се ускори, за да премине през дупки

Турбулентният поток е равен напо-голямо съпротивление.

2.3 Ролята на диаметъра на проводника

Дори при същия брой мрежи:

По-дебел проводник=По-малко отворена зона=По-високо съпротивление

По-тънък проводник=По-отворена зона=По-ниско съпротивление

Пример:

Два сита със 100 меша:

Ето ЗАЩО броят на мрежите сам по себе си не може да опише ефективността на въздушния поток.

3. Как плътността на мрежата влияе върху ефективността на филтриране

Ефективността на филтриране е процентът на уловените частици.

Плътността на мрежата играе пряка роля:

По-висока плътност на мрежата=По-фино улавяне=По-висока ефективност

По-ниска плътност на мрежата=Грубо улавяне=По-ниска ефективност

Но ефективността на филтриране също се влияе от:

Размер на частиците

Скорост на частиците

Посока на потока

Електростатичен заряд

Адхезия на повърхността

Модел на тъкане

3.1 Ключови механизми за филтриране

Частиците могат да бъдат отстранени чрез:

1. Прихващане

Когато диаметърът на частиците е ≈ размерът на отвора.

2. Инерционно въздействие

Големите частици не могат да следват въздушния поток около проводниците.

3. Дифузия

Много малки частици (под-микрона) се движат произволно и удрят жици.

4. Пресяване

Изключване на основния размер.

5. Електростатично привличане

Заредената мрежа може да улавя противоположно заредени частици.

6. Адхезия / повърхностна енергия

Хидрофилни или хидрофобни повърхности влияят на замърсяването.

Плътната мрежа подобрява прихващането и пресяването, но може да влоши замърсяването.

3.2 Ефективност на филтриране по плътност на мрежата

Високата ефективност обаче обикновено има цена:

По-висок спад на налягането

По-бързо запушване

По-често почистване

По-нисък капацитет на потока

4. Тип тъкане и връзката му с плътността на мрежата

Следните типове сплитане се държат по различен начин дори при един и същи брой мрежи:

4.1 Плавно сплитане

Равномерни проводници над-под шаблон

Балансирана сила

Добър въздушен поток

Умерена филтрация

4.2 Тъкане на кепър

Всяка жица минава над две други

По-голяма гъвкавост

Позволява по-фина мрежа от гладкото тъкане

4.3 Холандско тъкане

Деформационни проводнициразположени нормално

Вътъчните телове са плътно опаковани

Създава пасажи с „микронен-мащаб“.

Изключително висока плътност

Отлична фина филтрация

Таблица: Тип тъкан спрямо производителност на филтриране

Холандските плетени мрежи са често срещани в системите за химическо филтриране и високо{0}}налягане.

5. Защо плътността на мрежата има значение в реални приложения

Плътността на мрежата може да повлияе или да наруши производителността на системата.

Ето примери:

5.1 ОВК и вентилация

Мрежата с-ниска плътност предотвратява:

Прах

мъх

бъгове

Но все пак позволява силен въздушен поток.

Твърде плътен=претоварва вентилатора.

5.2 Филтриране на гориво

Горивните инжектори изискват филтриране на микрон{0}}ниво.

Високата плътност е от съществено значение -, но горивната помпа трябва да компенсира спада на налягането.

5.3 Фармацевтично производство

Стерилната филтрация използва ултра{0}}гъста мрежа или синтерован метал.

Плътността осигурява отстраняване на малки замърсители.

5.4 Хранителна промишленост

Мрежата със средна плътност се използва за отстраняване на:

семена

Фибри

Фрагменти от кожа

Потокът е толкова важен, колкото и качеството на разделяне.

5.5 Индустриално филтриране на прах

Баланс между:

Високо прахоулавяне

Ниско съпротивление на вентилатора

Плътността на мрежата е настроена точно към разпределението на частиците.

6. Оптимизиране на плътността на мрежата

Оптималната плътност на мрежата зависи от:

Необходима точност на филтриране

Допустим спад на налягането

Налично налягане на потока

Гранулометричен състав

Условия на околната среда

Стратегия за почистване

6.1 Много-слойна мрежа

Комбинира:

Груб слой (структурен + пред{1}}филтрация)

Фин слой (прецизна филтрация)

Предимства:

По-нисък общ спад на налягането

По-добро задържане на частици

По-дълъг експлоатационен живот

6.2 Избор на диаметър на проводника

Ако е възможно, изберететънка телза:

По-отворена площ

По-добър въздушен поток

Освен ако приложението не изисква висока структурна якост.

6.3 Правилно опъване на мрежата

Разхлабената мрежа вибрира и намалява ефективността на филтриране.

6.4 Избор на материал

Неръждаемата стомана (304, 316) доминира за:

Устойчивост на корозия

Устойчивост на висока температура

Механична якост

7. Обобщена таблица: Плътност на мрежата спрямо въздушен поток и филтриране

ПРОЧЕТЕТЕ ПОВЕЧЕ:Оптимизиране на ефективността на филтриране с плътност на мрежата: Инженерни стратегии, материали и много{0}}слоев дизайн

Заключение

Плътността на мрежата е единственото най-влиятелно свойство при определяне на поведението на телената мрежа във всеки въздушен поток или система за филтриране. Чрез разбирането на броя на отворите, размера на отвора, отворената площ, порьозността и типа тъкан, инженерите могат да проектират системи за филтриране, които максимизират ефективността на въздушния поток и ефективността на отстраняване на частиците. Избирането на правилната плътност предотвратява запушването, намалява консумацията на енергия, запазва производителността на системата и удължава живота на оборудването.