Johdanto

Lankaverkkokäytetään kaikkialla - LVI-järjestelmissä, teollisuussuodatuksessa, pneumaattisissa kuljetuksissa, vedenkäsittelyssä, polttoainejärjestelmissä, ruoanvalmistuksessa, lääketuotannossa ja sadoissa muissa sovelluksissa. Mutta yksi tekijä hallitsee lähes kaikkia verkon suorituskykyominaisuuksia:verkon tiheys. Verkkotiheys määrittää, kuinka tiukasti kudottu verkko on, kuinka paljon avointa aluetta sillä on, kuinka helposti ilma tai neste virtaa sen läpi ja kuinka tehokkaasti se sitoo epäpuhtaudet.

Tässä artikkelissa tarkastellaan verkon tiheyttä alusta alkaen - mikä se on, miten se mitataan, miten se vaikuttaa ilmavirran vastukseen, miten se määrittää suodatustehokkuuden ja kuinka insinöörit voivat käyttää tiheysperiaatteita suodattimen suunnittelun optimointiin.

1. Mikä onMeshTiheys?

Verkkotiheys viittaa siihen, kuinka monta lankaa ja aukkoa on verkon mitatussa yksikössä. Se ilmaistaan ​​yleensä seuraavasti:

Verkkojen määrä

Aukon koko / mikroniluokitus

Avoin alue

Huokoisuus

Kukin näistä käsitteistä kuvaa saman rakenteen eri puolia.

1,1 Mesh Count (johtoja tuumaa kohti)

Yleisin mittaus onverkkojen määrä, ilmaistuna seuraavasti:

"X mesh"=X aukkoa lineaarista tuumaa kohti.

Esimerkkejä:

Mutta pelkkä silmäluku EI riitä määrittämään suodatustehoa.

Miksi?
Koska lankahalkaisijavaikuttaa myös siihen, kuinka paljon avointa aluetta on jäljellä. Paksusta langasta valmistettu 100 meshin seula mahdollistaa huomattavasti vähemmän ilmavirtaa kuin ohuemmasta langasta valmistettu 100 meshin seula.

1.2 Aukon koko ja mikroniluokitus

Aukon koko kuvaa aukkojen todellista leveyttä. Se ilmaistaan ​​yleensä seuraavasti:

millimetriä (mm)

mikronia (µm)

Se lasketaan seuraavasti:

Aukko=(1 / Mesh Count) – langan halkaisija

Tämä arvo on kriittinen, koska se määrittääpienin hiukkaskokoverkko estää kulkemasta.

Esimerkkitaulukko: Mesh Count vs. Approx. Mikronin koko

Silmäluku antaa yleiskuvan tiheydestä,mikroniluokitusantaa todellisen suodatustarkkuuden.

1.3 Avoimen alueen prosenttiosuus

Avoin pinta-ala (%) viittaa siihen, kuinka suuri osa verkosta on tyhjää tilaa verrattuna lankaan. Tämä määrittää suoraan, kuinka paljon ilmaa tai nestettä pääsee kulkemaan.

Avoin alue (%)=(Aukko²) / (Pitch²) × 100

Jossa:

Piki= Aukko + langan halkaisija

Avoin alue=pienempi virtausvastus.
Pienempi avoin alue=suurempi virtausvastus.

1.4 Huokoisuus

Huokoisuus on samanlainen kuin avoin alue, mutta kuvaa 3D-tyhjiötä pelkän tasoalueen sijaan. Korkea huokoisuus tarkoittaa:

Parempi ilmavirtaus

Pienempi painehäviö

Pienempi suodatustarkkuus

Matala huokoisuus tarkoittaa:

Korkeampi vastus

Parempi hiukkasten talteenotto

Verkkotiheys säätelee huokoisuutta suoraan.

2. Miten verkon tiheys vaikuttaa ilmavirtaan

Ilmavirran verkon läpi määrää kaksi päävoimaa:

Kitkavastus johtimista

Aukkojen (aukkojen) supistuminen

Kun tiheys kasvaa:

Aukot pienenevät

Lisää langan pinta-alaa koskettaa ilmavirtaa

Virtaus muuttuu turbulenttiksi

Painehäviö kasvaa

Tämä tarkoittaa, että ilmavirran tehokkuus heikkenee verkon tihentyessä.

2.1 Ilmavirran vastus ja paineen lasku

Painehäviö on yksi metalliverkon tärkeimmistä suorituskyvyn mittareista. Se näyttää kuinka paljon verkko hidastaa ilmavirtausta.

Suhde on:

Suurempi verkkotiheys=Suurempi painehäviö

Suurempi virtausnopeus=suurempi painehäviö Pienempi huokoisuus=suurempi painehäviö

Taulukko: Suhteellinen paineen pudotus yhtäläisellä virtausnopeudella

Painehäviöllä on merkittäviä vaikutuksia:

LVI-tehokkuus

Teollisuuden puhaltimen mitoitus

Tuulettimen virrankulutus

Polttoainejärjestelmän virtauksen luotettavuus

Pölynkeräysjärjestelmät

Valinta mesh se onliian tiheävoi pilata järjestelmän suorituskyvyn.

2.2 Reynoldsin luku- ja virtausjärjestelmä

Lankaverkkoilmavirta voi olla:

Laminaari(tasainen virtaus)

Siirtymäaikainen

Myrskyisä

Suurempi verkkotiheys aiheuttaa turbulenssia aikaisemmin, koska:

Aukot ovat pienempiä

Johdot rikkovat rajakerroksen

Virtauksen tulee kiihtyä, jotta se kulkee reikien läpi

Turbulentti virtaus on yhtä suurisuurempi vastus.

2.3 Langan halkaisijan rooli

Jopa samalla silmämäärällä:

Paksumpi lanka=Vähemmän avointa aluetta=Suurempi vastus

Ohuempi lanka=Avoin alue=Pienempi vastus

Esimerkki:

Kaksi 100 meshin näyttöä:

Tästä syystä silmäkoko ei yksinään voi kuvata ilmavirran suorituskykyä.

3. Miten verkon tiheys vaikuttaa suodatustehokkuuteen

Suodatustehokkuus on siepattujen hiukkasten prosenttiosuus.

Verkkotiheydellä on suora rooli:

Suurempi verkkotiheys=Hienompi sieppaus=Tehokkaampi

Pienempi silmätiheys=Karkea sieppaus=Alempi tehokkuus

Mutta suodatuksen tehokkuuteen vaikuttavat myös:

Partikkelikoko

Hiukkasten nopeus

Virtauksen suunta

Sähköstaattinen varaus

Pinnan tarttuvuus

Kudontakuvio

3.1 Tärkeimmät suodatusmekanismit

Hiukkaset voidaan poistaa seuraavasti:

1. Sieppaus

Kun hiukkasten halkaisija ≈ aukon koko.

2. Inertiavaikutus

Suuret hiukkaset eivät voi seurata ilmavirtausta johtojen ympärillä.

3. Diffuusio

Hyvin pienet hiukkaset (ali{0}}mikronia) liikkuvat satunnaisesti ja osuvat johtoihin.

4. Seulonta

Peruskoon poissulkeminen.

5. Sähköstaattinen vetovoima

Varautunut verkko voi vangita vastakkaisesti varautuneita hiukkasia.

6. Tarttuvuus / pintaenergia

Hydrofiiliset tai hydrofobiset pinnat vaikuttavat likaantumiseen.

Tiheä verkko parantaa sieppausta ja seulontaa, mutta voi pahentaa likaantumista.

3.2 Suodatustehokkuus verkkotiheyden mukaan

Korkea hyötysuhde maksaa kuitenkin yleensä:

Suurempi painehäviö

Nopeampi tukkeutuminen

Siivous useammin

Pienempi virtauskapasiteetti

4. Kudon tyyppi ja sen suhde verkon tiheyteen

Seuraavat kudostyypit käyttäytyvät eri tavalla jopa samalla silmämäärällä:

4.1 Plain Weave

Jopa johdot yli-kuvion alle

Tasapainoinen voima

Hyvä ilmavirtaus

Kohtuullinen suodatus

4.2 Twill Weave

Jokainen lanka kulkee kahden muun yli

Suurempi joustavuus

Mahdollistaa ohuemman verkon kuin tavallisen kudoksen

4.3 Hollantilainen Weave

Loimilangatnormaalin välein

Kudelangat pakattu tiukasti

Luo mikro{0}}mittakaavassa olevia kohtia

Erittäin korkea tiheys

Erinomainen hieno suodatus

Taulukko: Kudontatyyppi vs. suodatusteho

Hollantilaiset kudosverkot ovat yleisiä kemiallisissa suodattimissa ja{0}}korkeapainejärjestelmissä.

5. Miksi verkon tiheydellä on väliä todellisissa sovelluksissa

Verkkotiheys voi heikentää tai häiritä järjestelmän suorituskykyä.

Tässä on esimerkkejä:

5.1 LVI ja ilmanvaihto

Matala{0}}tiheys verkko estää:

Pöly

Nukka

Bugeja

Mutta silti mahdollistaa voimakkaan ilmavirran.

Liian tiheä=ylikuormittaa puhaltimen.

5.2 Polttoaineen suodatus

Polttoainesuuttimet vaativat mikroni{0}}tason suodatuksen.

Suuri tiheys on välttämätön -, mutta polttoainepumpun on kompensoitava painehäviö.

5.3 Lääkkeiden valmistus

Steriilissä suodatuksessa käytetään erittäin{0}}tiheää verkkoa tai sintrattua metallia.

Tiheys varmistaa pienten epäpuhtauksien poistamisen.

5.4 Elintarviketeollisuus

Keskitiheyttä verkkoa käytetään poistamaan:

Siemenet

Kuidut

Ihon palaset

Virtaus on yhtä tärkeä kuin erotuksen laatu.

5.5 Teollisuuden pölynsuodatus

Tasapaino välillä:

Korkea pölynkeräys

Matala puhaltimen vastus

Verkkotiheys on viritetty tarkasti hiukkasjakauman mukaan.

6. Verkkotiheyden optimointi

Optimaalinen verkon tiheys riippuu:

Vaadittu suodatustarkkuus

Sallittu paineen lasku

Käytettävissä oleva virtauspaine

Partikkelikokojakauma

Ympäristöolosuhteet

Puhdistusstrategia

6.1 Monikerroksinen verkko{1}}

Yhdistää:

Karkea kerros (rakenne + esi-suodatus)

Hieno kerros (tarkkuussuodatus)

Edut:

Pienempi yleinen painehäviö

Parempi hiukkasten pidätyskyky

Pidempi käyttöikä

6.2 Johdon halkaisijan valitseminen

Jos mahdollista, valitseohut lankavarten:

Avarampi alue

Parempi ilmavirtaus

Ellei sovellus vaadi suurta rakenteellista lujuutta.

6.3 Oikea verkkokireys

Löysä verkko tärisee ja heikentää suodatustehoa.

6.4 Materiaalin valinta

Ruostumaton teräs (304, 316) hallitsee:

Korroosionkestävyys

Korkean lämpötilan sieto

Mekaaninen lujuus

7. Yhteenvetotaulukko: Verkkotiheys vs. ilmavirtaus ja suodatus

LUE LISÄÄ:Suodatustehokkuuden optimointi verkkotiheydellä: suunnittelustrategiat, materiaalit ja monikerroksinen suunnittelu

Johtopäätös

Verkon tiheys on yksittäinen vaikutusvaltaisin ominaisuus määritettäessä, kuinka metalliverkko käyttäytyy missä tahansa ilmavirtaus- tai suodatusjärjestelmässä. Ymmärtämällä silmämäärän, aukon koon, avoimen alueen, huokoisuuden ja kudostyypin insinöörit voivat suunnitella suodatusjärjestelmiä, jotka maksimoivat sekä ilmavirran suorituskyvyn että hiukkasten poistotehokkuuden. Oikean tiheyden valitseminen estää tukkeutumisen, vähentää energiankulutusta, säilyttää järjestelmän suorituskyvyn ja pidentää laitteiden käyttöikää.