Tæknilega jafnvægið á milli mótstöðu, skilvirkni og vindhraða við hönnun skilvirkrar loftsíu er í meginatriðum marg-hlutlæg hagræðingarvandamál. Þessir þrír eru tengdir og bundnir af hvor öðrum og mynda klassískan „ómögulegan þríhyrning“: að sækjast eftir fullkominni skilvirkni þýðir oft meiri viðnám og minni vindhraða; Að elta mikið loftmagn (mikill vindhraði) getur fórnað skilvirkni og aukið viðnám. Til að ná sem best tæknilegu jafnvægi er nauðsynlegt að fylgja eftirfarandi kerfisbundnum hönnunarhugmyndum og aðferðum:
1. Skýra hönnunarmörk: Ákvarða forgang byggt á umsóknaraðstæðum
Í upphafi hönnunar er nauðsynlegt að skýra kjarnaþvingunarvísana og málamiðlunarvísana meðal þriggja breytu sem byggjast á atburðarás markmiðsins, sem ákvarðar fókusstefnu síðari hönnunar.
| Umsóknarsviðsmyndir | kjarna þvingun |
Aukaatriði |
1. Hannaðu jafnvægisstefnu |
| Hágæða hreinherbergi | Skilvirkni (þarf að sía 0,1-0,3 μm agnir) | Hægt er að slaka á mótstöðu á viðeigandi hátt | 2. Notaðu ofur-fínn glertrefja síupappír, aukið þykkt síupappírsins á viðeigandi hátt til að tryggja skilvirkni og leyfðu aðeins meiri viðnám. |
| Hreinsunarloftræstibúnaður | Hreinsunarloftræstibúnaður | Hreinsunarloftræstibúnaður | Veldu lágviðnámssíuefni til að hámarka síunarsvæðið og lágmarka rekstrarviðnám við nafnloftflæði. |
| FFU/laminar flow hood | Vindhraði (tryggir jafnt loftflæði) | Hagkvæmni og viðnám þarf að vera í jafnvægi | Fínstilltu samanbrotsbreytur og uppbyggingu síupappírs og stjórnaðu viðnám og skilvirkni á sama tíma og þú tryggir jafnan loftúttakshraða. |
2. Kjarnahönnunarbreytur: Að finna Pareto bestu lausnir
Eftir að hafa skýrt forganginn, finndu jafnvægispunktinn sem hámarkar heildarafköst með því að stilla eftirfarandi tæknilegu kjarnabreytur.
- Síuefnisval
Jafnvægispunktur: Jafnvægi milli þvermál trefja og fyllingarhraða.
Tæknilegar leiðir: Fínar trefjar (eins og ofurfínar glertrefjar) hafa mikla afköst en mikla mótstöðu; Grófar trefjar hafa litla viðnám en geta skortir skilvirkni. Síuefni með hallauppbyggingu eru oft notuð í nútíma hönnun: þykkari trefjar eru notaðir vindhliðinni til að stöðva stórar agnir og ofurfínar trefjar eru notaðar á læhliðinni til að tryggja skilvirkni. Þessi samsetta uppbygging getur dregið verulega úr viðnám með lágmarks skilvirknitapi.
- Síusvæði
Jafnvægispunktur: Jafnvægi milli síunarsvæðis og rúmmáls búnaðar.
Tæknilegar leiðir: Að hámarka skilvirkt síunarsvæði er áhrifaríkasta leiðin til að draga samtímis úr mótstöðu og auka rykþol án þess að fórna skilvirkni. Með því að hámarka samanbrotshæð og þéttleika síupappírsins innan takmarkaðs rýmis er hægt að auka útbrotssvæði síupappírsins eins mikið og mögulegt er. Þetta getur í raun dregið úr síunarhraðanum og þannig dregið úr viðnám en viðhalda mikilli skilvirkni.
- Síunarhraði
Jafnvægispunktur: Finndu öruggt síunarhraðasvið sem samsvarar MPPS (mestu agnastærð).
Tæknilegar leiðir: Hönnunarmarkmiðið er að stjórna síunarhraðanum nálægt jafnvægissvæðinu milli dreifingar og hlerunaráhrifa. Venjulega, fyrir há-glertrefja síupappír, er eðlilegt að stjórna síunarhraðanum í kringum 0,01-0,05 m/s. Þetta getur komið í veg fyrir lægsta skilvirknipunkt á meðan tryggt er að viðnámið sé ekki of hátt.
- Geómetrísk uppbygging leggja
Jafnvægispunktur: Jafnvægi á milli þess að auka síunarsvæði og minnka loftflæðisinntakstap.
Tæknilegar leiðir: Það er til ákjósanlegt stærðarhlutfall. Þegar hlutfall hæðar fleka og flekabils er of stórt mun loftflæðið sem fer inn í djúpu lag foldanna mæta verulegri mótstöðu, sem leiðir til lækkunar á nýtingarhraða virkts síunarsvæðis. Nútímaleg hönnun hámarkar flekabilið í gegnum CFD-hermun til að tryggja jafnt loftflæði um alla dýptarstefnu síupappírsins og forðast verulega aukningu á viðnám af völdum staðbundinnar háhraða.
3. Sérstakt hönnunarferli og sannprófun
Skref 1: Forval og útreikningur
Miðað er við að markhönnunin sé há-nýtni sía með 1000 m³/klst. loftrúmmáli, skilvirknikröfu H13 og upphafsviðnám Minna en eða jafnt og 250 Pa.
1. Efnisval: Veldu H13 gráðu ofurfínn glertrefja síupappír og fáðu viðnámsferil hans og skilvirknigögn við mismunandi síunarhraða.
2. Upphafsflatarmálsútreikningur: Byggt á sértækum viðnámsstuðli síupappírsins, reiknaðu lágmarkssíunarsvæðið sem krafist er til að ná upphafsviðnámi sem er Minna en eða jafnt og 250 Pa. Til dæmis, ef síupappírinn hefur viðnám 25 Pa (síuefnisþol) við síunarhraða 0,02 m/s, til að ná heildarviðnámsstyrk upp á um það bil 0 m² (þ.m.t. 25 m²) af síunarsvæði gæti þurft.
Skref 2: Uppbygging og uppgerð
1. Ákvarðu stærðina: Ákvarðu plísahæð og fjölda út frá nauðsynlegu síusvæði innan fyrirfram ákveðinna ytri mál.
2. CFD uppgerð: Notkun útreiknings vökvavirkni til að líkja eftir flæði loftflæðis milli fellinga. Athugaðu hvort hvirflar eða háhraðasvæði eru til staðar. Ef viðnámið er of hátt er nauðsynlegt að auka flekabilið eða stilla hæðina og líkja aftur þar til straumlínan er jöfn.
3. Skilvirkni sannprófun: Byggt á herma dreifingu síunarhraða, athugaðu skilvirkniferil síuefnisins til baka og áætla hvort heildarhagkvæmni geti enn stöðugt náð H13 stigi.
Skref 3: Sýnagerð og raunveruleg prófun
Hönnun þarf að lokum að fara aftur í raunverulegar prófanir.
1. Viðnámsmæling: Mældu upphafsviðnámið við nafnloftflæði til að sjá hvort það er innan hönnunarmarkmiðsins (svo sem minna en eða jafnt og 250 Pa).
2. Skilvirknimæling: Skannaðu með MPPS kornastærð til að staðfesta skilvirkni flokkunar.
3. Alhliða mat: Ef viðnámið stenst staðalinn en skilvirknin er örlítið lægri, getur verið nauðsynlegt að fínstilla síuefnið (svo sem að bæta við lag af fínum trefjum) eða minnka síunarhraðann lítillega (stækka svæðið). Ef skilvirkni stenst staðalinn en viðnám fer yfir staðalinn er nauðsynlegt að huga að því að auka síunarsvæðið eða hagræða uppbyggingu.
4. Kvikt jafnvægi: Íhugaðu allan lífsferilinn
Hönnun ætti ekki aðeins að taka tillit til upphafsástandsins heldur einnig að taka tillit til breytinga meðan á notkun stendur.
- Viðnámsvaxtarferill: Hafa skal í huga áhrif rykþols á viðnám við hönnun. Ef upphafsviðnámið er lágt en viðnámið eykst hratt (vegna yfirborðsstíflu af völdum mikillar vindhraða) mun lokaviðnámið fljótlega fara yfir staðalinn. Hin fullkomna jafnvægi næst með skynsamlegri burðarhönnun til að ná fram „djúpum síun“, sem gerir viðnám kleift að aukast smám saman yfir meirihluta líftímans og lengja árangursríkan notkunartíma.
samantekt
Hannaðu jafnvægi milli mótstöðu, skilvirkni og vindhraða fyrir skilvirka síu, með eftirfarandi formúluaðferð:
Með því að fínstilla samsetta uppbyggingu síuefnisins (auka skilvirknimöguleika)+hámarka virkt síunarsvæði (lækka síunarhraða og viðnám)+ fínstilla rúmfræðilega uppbyggingu laganna (minnka flæðistap)=að ná lægstu viðnáminu undir þeirri forsendu að uppfylla skilvirknistaðla við ákveðinn vindhraða.
Þetta ferli krefst endurtekinna útreikninga með því að nota gagnagrunn fyrir síuefnisframmistöðu og CFD-hermunarverkfæri og endanlegri löggildingarlykkju er lokið með frumgerðaprófun.
