Sissejuhatus

Traatvõrkkasutatakse kõikjal - HVAC-süsteemides, tööstuslikus filtreerimises, pneumaatilises transportimises, veepuhastuses, kütusesüsteemides, toiduainete tootmises, ravimite tootmises ja sadades muudes rakendustes. Kuid üks tegur reguleerib peaaegu kõiki võrgusilma jõudlusnäitajaid:võrgusilma tihedus. Võrgusilma tihedus määrab, kui tihedalt on võrk kootud, kui palju sellel on avatud ala, kui kergesti õhk või vedelik sellest läbi voolab ja kui tõhusalt see saasteaineid kinni püüab.

Selles artiklis uuritakse võrgusilma tihedust algusest peale, - mis see on, kuidas seda mõõdetakse, kuidas see mõjutab õhuvoolu takistust, kuidas see määrab filtreerimise tõhususe ja kuidas insenerid saavad tiheduse põhimõtteid filtri disaini optimeerimiseks kasutada.

1. Mis onVõrkTihedus?

Võrgusilma tihedus viitab sellele, kui palju traate ja avasid on võrgu mõõdetud ühikus. Tavaliselt väljendatakse seda järgmiselt:

Võrgusilmade arv

Ava suurus / mikronid

Avatud ala

Poorsus

Kõik need mõisted kirjeldavad sama struktuuri erinevaid aspekte.

1,1 võrgusilma (juhtmeid tolli kohta)

Kõige tavalisem mõõtmine onvõrgusilma arv, väljendatuna järgmiselt:

"X võrk"=X ava lineaarse tolli kohta.

Näited:

Kuid ainult võrgusilma arvust EI piisa filtreerimise toimivuse määramiseks.

Miks?
Sest traatläbimõõtmõjutab ka seda, kui palju avatud ala jääb. Jämedast traadist valmistatud 100-silmaline ekraan võimaldab oluliselt vähem õhuvoolu kui 100-silmaline sõel, mis on valmistatud peenemast traadist.

1.2 Ava suurus ja mikronireiting

Ava suurus kirjeldab avade tegelikku laiust. Tavaliselt väljendatakse seda:

Millimeetrid (mm)

Mikronid (µm)

See arvutatakse järgmiselt:

Ava=(1 / võrgusilma arv) – traadi läbimõõt

See väärtus on kriitiline, kuna see määrabminimaalne osakeste suurusvõrk takistab läbimist.

Näidetabel: Võrgusilmade arv vs. Mikroni suurus

Kuigi võrgusilmade arv annab üldise ettekujutuse tihedusest,mikroni reitingannab tegeliku filtreerimise täpsuse.

1.3 Avatud ala protsent

Avatud ala (%) viitab sellele, kui suur osa võrgust on tühja ruumi võrreldes traadiga. See määrab otseselt õhu või vedeliku läbilaskevõime.

Avatud ala (%)=(Aperture²) / (Pitch²) × 100

Kus:

Pitch= Ava + juhtme läbimõõt

Avatum ala=väiksem voolutakistus.
Madalam avatud ala=suurem voolutakistus.

1.4 Poorsus

Poorsus on sarnane avatud alaga, kuid kirjeldab 3D-tühjade sisu, mitte ainult tasapinnalist ala. Kõrge poorsus tähendab:

Parem õhuvool

Madalam rõhulangus

Väiksem filtreerimise täpsus

Madal poorsus tähendab:

Suurem vastupanu

Parem osakeste püüdmine

Võrgusilma tihedus kontrollib otseselt poorsust.

2. Kuidas võrgu tihedus mõjutab õhuvoolu

Õhuvoolu läbi võrgu dikteerivad kaks peamist jõudu:

Hõõrdumine juhtmetest

Avade (avade) ahenemine

Kui tihedus suureneb:

Avad lähevad väiksemaks

Rohkem traadi pinda puudutab õhuvoolu

Vool muutub turbulentseks

Rõhulangus suureneb

See tähendab, et õhuvoolu efektiivsus väheneb, kui võrgusilma tiheneb.

2.1 Õhuvoolu takistus ja rõhulangus

Rõhulangus on traatvõrgu üks olulisemaid jõudlusnäitajaid. See näitab, kui palju võrk õhuvoolu aeglustab.

Suhe on:

Suurem võrgusilma tihedus=Suurem rõhulang

Suurem voolukiirus=Suurem rõhulang Madalam poorsus=Suurem rõhulang

Tabel: Suhteline rõhulangus võrdse voolukiiruse juures

Rõhu langusel on suur mõju:

HVAC efektiivsus

Tööstusliku puhuri suuruse määramine

Ventilaatori võimsustarve

Kütusesüsteemi voolukindlus

Tolmu kogumise süsteemid

Võrgusilma valimine see onliiga tihevõib süsteemi jõudlust rikkuda.

2.2 Reynoldsi arvu ja voolu režiim

Traatvõrgust õhuvool võib olla:

Laminar(sujuv vool)

Üleminek

Turbulentne

Suurem võrgusilma tihedus põhjustab turbulentsi varem, kuna:

Avad on väiksemad

Juhtmed rikuvad piirdekihti

Aukude läbimiseks peab vool kiirenema

Turbulentne vool võrdubsuurem takistus.

2.3 Traadi läbimõõdu roll

Isegi sama võrgusilma arvu korral:

Paksem traat=Vähem avatud ala=Suurem takistus

Peenem traat=Avatum ala=Väiksem takistus

Näide:

Kaks 100-mešši ekraani:

See on MIKS, MIKS võrgusilmade arv üksi ei kirjelda õhuvoolu jõudlust.

3. Kuidas võrgu tihedus mõjutab filtreerimise efektiivsust

Filtreerimise efektiivsus on kinnipüütud osakeste protsent.

Võrgusilma tihedus mängib otsest rolli:

Suurem võrgusilma tihedus=Peenem püüdmine=Suurem tõhusus

Väiksem võrgusilma tihedus=Jäme püüdmine=Madalam efektiivsus

Kuid filtreerimise tõhusust mõjutavad ka:

Osakeste suurus

Osakeste kiirus

Voolu suund

Elektrostaatiline laeng

Pinnadhesioon

Koo muster

3.1 Põhilised filtreerimismehhanismid

Osakesi saab eemaldada järgmiselt:

1. pealtkuulamine

Kui osakeste läbimõõt ≈ ava suurus.

2. Inertsiaalne mõju

Suured osakesed ei suuda jälgida õhuvoolu juhtmete ümber.

3. Difusioon

Väga väikesed osakesed (sub-mikronid) liiguvad juhuslikult ja löövad vastu juhtmeid.

4. Sõelumine

Põhisuuruse välistamine.

5. Elektrostaatiline külgetõmme

Laetud võrk suudab püüda vastupidiselt laetud osakesi.

6. Adhesioon / pinnaenergia

Hüdrofiilsed või hüdrofoobsed pinnad mõjutavad saastumist.

Tihe võrk parandab pealtkuulamist ja sõelumist, kuid võib halvendada saastumist.

3.2 Filtreerimise efektiivsus võrgu tiheduse järgi

Kuid kõrge efektiivsusega kaasneb tavaliselt kulu:

Suurem rõhulangus

Kiirem ummistus

Sagedasem puhastamine

Madalam läbilaskevõime

4. Kudumistüüp ja selle seos võrgusilma tihedusega

Järgmised kudumistüübid käituvad erinevalt isegi sama võrgusilma arvu korral:

4.1 Plain Weave

Isegi juhtmed üle-mustri all

Tasakaalustatud jõud

Hea õhuvool

Mõõdukas filtreerimine

4.2 Twill Weave

Iga juhe läheb üle kahe teise

Suurem paindlikkus

Võimaldab peenemat võrku kui tavaline kudumine

4.3 Hollandi kudumine

Lõime juhtmednormaalse vahega

Koetraadid tihedalt kokku pakitud

Loob "mikron{0}}skaala" lõike

Äärmiselt kõrge tihedusega

Suurepärane peenfiltreerimine

Tabel: kudumise tüüp vs. filtreerimise jõudlus

Hollandi koevõrgud on tavalised keemilises filtreerimises ja{0}}kõrgsurvesüsteemides.

5. Miks on võrgusilma tihedus tegelikes rakendustes oluline?

Võrgusilma tihedus võib süsteemi jõudlust muuta või rikkuda.

Siin on näited.

5.1 HVAC ja ventilatsioon

Madala{0}}tihedusega võrk takistab:

Tolm

Lint

Vead

Kuid siiski võimaldab tugevat õhuvoolu.

Liiga tihe=koormab puhurit üle.

5.2 Kütuse filtreerimine

Kütusepihustid nõuavad mikroni{0}}tasemel filtreerimist.

Suur tihedus on oluline -, kuid kütusepump peab kompenseerima rõhulanguse.

5.3 Ravimite tootmine

Steriilsel filtreerimisel kasutatakse ülitihedat{0}}võrku või paagutatud metalli.

Tihedus tagab väikeste saasteainete eemaldamise.

5.4 Toiduainetööstus

Keskmise tihedusega võrku kasutatakse eemaldamiseks:

Seemned

Kiudained

Naha killud

Vooluhulk on sama oluline kui eraldamise kvaliteet.

5.5 Tööstusliku tolmu filtreerimine

Tasakaal:

Suur tolmu kogumine

Madal puhuri takistus

Võrgusilma tihedus on täpselt häälestatud osakeste jaotusele.

6. Võrgusilma tiheduse optimeerimine

Optimaalne võrgusilma tihedus sõltub:

Nõutav filtreerimise täpsus

Lubatud rõhulangus

Saadaval voolurõhk

Osakeste suuruse jaotus

Keskkonnatingimused

Puhastusstrateegia

6.1 Mitmekihiline{1}}võrk

Kombineerib:

Jäme kiht (struktuurne + eel{1}}filtratsioon)

Peen kiht (täpne filtreerimine)

Eelised:

Madalam üldine rõhulangus

Parem osakeste kinnipidamine

Pikem kasutusiga

6.2 Traadi läbimõõdu valimine

Võimalusel valiõhuke traatjaoks:

Avatum ala

Parem õhuvool

Kui rakendus ei nõua suurt konstruktsioonitugevust.

6.3 Õige võrgupinge

Lahtine võrk vibreerib ja vähendab filtreerimise efektiivsust.

6.4 Materjali valik

Roostevaba teras (304, 316) domineerib:

Korrosioonikindlus

Kõrge temperatuuri taluvus

Mehaaniline tugevus

7. Kokkuvõttev tabel: Võrgusilma tihedus vs õhuvool ja filtreerimine

LOE VEEL:Filtreerimise optimeerimine võrgutiheduse abil: tehnilised strateegiad, materjalid ja mitmekihiline disain

Järeldus

Võrgusilma tihedus on kõige mõjukam omadus traatvõrgu käitumise määramisel mis tahes õhuvoolu- või filtreerimissüsteemis. Arvestades võrgusilmade arvu, ava suurust, avatud ala, poorsust ja kudumistüüpi, saavad insenerid kavandada filtreerimissüsteeme, mis maksimeerivad nii õhuvoolu jõudlust kui ka osakeste eemaldamise tõhusust. Õige tiheduse valimine hoiab ära ummistumise, vähendab energiatarbimist, säilitab süsteemi jõudlust ja pikendab seadmete eluiga.