Ο σχεδιασμός των διάτρητων πλακών και των καλυμμάτων φίλτρων σε μηχανικά φίλτρα επηρεάζει άμεσα την απόδοση λειτουργίας και τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. Οι βασικοί σχεδιαστικοί στόχοι είναι δύο:
Εξασφάλιση ομοιόμορφης κατανομής νερού κατά τη διάρκεια της κανονικής διήθησης, αξιοποίηση ολόκληρης της διατομής-διήθησης και αποφυγή βραχυκυκλωμάτων ή νεκρών ζωνών.
Εξασφαλίζοντας απόλυτα ομοιόμορφη κατανομή νερού και αέρα κατά την αντίστροφη πλύση, διασφαλίζοντας ότι τα μέσα φίλτρου καθαρίζονται επιμελώς χωρίς απώλειες, ενώ το ίδιο το διάτρητο κάλυμμα πλάκας/φίλτρου έχει επαρκή μηχανική αντοχή για να αντέχει τη σημαντική δύναμη κρούσης κατά την αντίστροφη πλύση.
I. Μέθοδοι υπολογισμού για διάτρητες πλάκες (πορώδεις πλάκες)
Οι διάτρητες πλάκες βρίσκονται συνήθως στο κάτω μέρος του φίλτρου, υποστηρίζοντας τα μέσα φίλτρου και τα καπάκια του φίλτρου και κατανέμουν ομοιόμορφα το νερό και τον αέρα της αντίστροφης πλύσης.
1. Παράμετρος σχεδίασης πυρήνα: Αναλογία ανοιχτής περιοχής
Ο λόγος ανοιχτής επιφάνειας είναι ο λόγος της συνολικής επιφάνειας όλων των ανοιγμάτων στη διάτρητη πλάκα προς τη συνολική επιφάνεια της διάτρητης πλάκας. Αυτός είναι ο πιο κρίσιμος παράγοντας στον υπολογισμό.
Ο ρυθμός ροής νερού αντίστροφης πλύσης καθορίζει το κατώτερο όριο: Κατά τη διάρκεια της αντίστροφης πλύσης, απαιτείται επαρκής ροή νερού μέσω των ανοιγμάτων για τη στήριξη των μέσων φίλτρου για καθαρισμό. Εάν η αναλογία στομίου είναι πολύ μικρή, η αντίσταση ροής του νερού θα είναι πολύ υψηλή, απαιτώντας υψηλότερη κεφαλή αντλίας αντίστροφης πλύσης και ενδεχομένως να οδηγήσει σε ανομοιόμορφη κατανομή του νερού.
Η αντοχή της πλάκας στομίου καθορίζει το ανώτερο όριο: μια υπερβολικά υψηλή αναλογία στομίου θα αποδυναμώσει τη μηχανική αντοχή της πλάκας στομίου, προκαλώντας δυνητικά παραμόρφωση ή σχίσιμο υπό την πίεση της αντίστροφης πλύσης (ειδικά κατά το τρίψιμο με αέρα).
Βιομηχανική εμπειρία: Γενικά, για οπισθόπλυση-μόνο με νερό, η αναλογία στομίου έχει σχεδιαστεί να κυμαίνεται μεταξύ 3% και 8%. Εάν χρησιμοποιείται αντίστροφη πλύση με αέρα-με νερό, λόγω της μεγαλύτερης δύναμης κρούσης του αέρα, η αναλογία στομίου είναι συνήθως χαμηλότερη, για παράδειγμα, 2%-5%, για να διασφαλιστεί επαρκής αντοχή.
2. Βήματα Υπολογισμού
Βήμα 1: Προσδιορίστε την απαιτούμενη συνολική επιφάνεια στομίου (A_holes)
Αυτή η περιοχή πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις όγκου νερού αντίστροφης πλύσης.
A_holes=Q_backwash / V
Q_backwash: Ρυθμός ροής νερού οπισθόπλυσης (m³/s). Υπολογίστηκε με βάση τη διάμετρο του φίλτρου και την απαιτούμενη ένταση αντίστροφης πλύσης (L/s·m²). Q_backwash=Ένταση αντίστροφης πλύσης × (π × D²/4). (Σημείωση μετατροπής μονάδας: 1 m³/s=1000 L/s)
V: Επιτρεπόμενη ταχύτητα ροής ρευστού μέσω της πλάκας στομίου (m/s). Αυτή είναι μια εμπειρική τιμή, γενικά 1,0~3,0 m/s για την αντίστροφη πλύση νερού και 10~20 m/s για την αντίστροφη πλύση αέρα (ταχύτητα αέρα υπό τυπικές συνθήκες). Αυτή η τιμή δεν μπορεί να είναι πολύ μεγάλη, διαφορετικά η απώλεια κεφαλής θα είναι τεράστια. ούτε μπορεί να είναι πολύ μικρό, διαφορετικά θα υπάρχουν πάρα πολλά στόμια.
Βήμα δεύτερο: Υπολογίστε το συνολικό εμβαδόν της πλάκας στομίου (A_plate)
A_plate=π×(D_filter_inner)²/4
D_filter_inner: Εσωτερική διάμετρος της δεξαμενής φίλτρου (m).
[Εικών]
Βήμα τρίτο: Επαληθεύστε την αναλογία στομίου (η)
η=A_holes / A_plate × 100%
Ο υπολογισμένος λόγος στομίου η πρέπει να εμπίπτει στο παραπάνω εμπειρικό εύρος (π.χ. 2%-8%). Εάν όχι, η επιτρεπόμενη ταχύτητα ροής V στο Βήμα 1 πρέπει να προσαρμοστεί και να υπολογιστεί εκ νέου. Η αύξηση του V θα μειώσει τις A_holes και θα μειώσει το η. αντίστροφα, η μείωση του V θα μειωθεί η. Βήμα 4: Προσδιορίστε τον αριθμό των οπών (N) και τη διάμετρο οπών (d)
Αυτή είναι μια επιλογή που απαιτεί προσεκτική εξέταση.
N=A_holes / (π×d²/4)
Επιλογή διαμέτρου οπής (δ): Συνήθως χρησιμοποιούνται οπές Φ8~Φ12mm. Οι πολύ μικρές τρύπες είναι επιρρεπείς στο φράξιμο, ενώ αυτές που είναι πολύ μεγάλες απαιτούν περισσότερα μπουλόνια/καπάκια φίλτρου για σφράγιση και η ομοιομορφία κατανομής του νερού είναι ελαφρώς χειρότερη.
Επιλογή αριθμού οπών (N): Υπολογίστε τον απαιτούμενο αριθμό οπών N με βάση την επιλεγμένη διάμετρο οπών d.
Διάταξη οπών: Συνήθως χρησιμοποιείται διάταξη ισόπλευρου τριγώνου (τριφυλλόφυλλο), καθώς αυτή η διάταξη παρέχει την πιο ομοιόμορφη κατανομή. Η απόσταση από το κέντρο-σε-το κέντρο μεταξύ των οπών είναι γενικά (3~5)d. Οι τρύπες δεν πρέπει να είναι πολύ κοντά στον τοίχο της δεξαμενής. η απόσταση των άκρων είναι γενικά 100mm~150mm.
II. Μέθοδος υπολογισμού για καπάκια φίλτρων
Τα καπάκια φίλτρου είναι τα εξαρτήματα που επιτυγχάνουν άμεσα ομοιόμορφη κατανομή νερού και ο υπολογισμός τους σχετίζεται στενά με την πλάκα στομίου.
1. Βασικές παράμετροι: Συνολική περιοχή και αριθμός υποδοχής
Κάθε καπάκι φίλτρου έχει πολλές λεπτές υποδοχές (συνήθως 0,25 mm~0,4 mm) που έχουν σχεδιαστεί για να εμποδίζουν τη διέλευση του μέσου φίλτρου.
2. Βήματα Υπολογισμού
Βήμα 1: Προσδιορίστε τη ροή θυρίδας ενός μόνου πώματος φίλτρου
Συμβουλευτείτε τον προμηθευτή του καλύμματος φίλτρου για να λάβετε καμπύλες ρυθμού ροής νερού και αέρα για ένα μόνο πώμα φίλτρου κάτω από διαφορετικές διαφορές πίεσης. Αυτή είναι η πιο ακριβής μέθοδος.
Εάν δεν υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα, μπορούν να γίνουν εκτιμήσεις. Η ροή ενός καπακιού φίλτρου με μονή-με λαβή (σχισμές 0,3 mm) κατά την αντίστροφη πλύση νερού (διαφορική πίεσης ~0,1 MPa) είναι περίπου 0,5~1,2 m³/h. Κατά την αντίστροφη πλύση αέρα, η ροή είναι περίπου 15~30 Nm³/h.
Βήμα 2: Υπολογίστε τον απαιτούμενο αριθμό καλυμμάτων φίλτρου (N_cap)
N_cap=MAX( Q_backwash / q_water, Q_air / q_air )
Q_backwash: Συνολικός ρυθμός ροής νερού ανάστροφης πλύσης (m³/h)
q_water: Ροή νερού ανά καπάκι φίλτρου (m³/h)
Q_air: Συνολικός ρυθμός ροής αέρα αντίστροφης πλύσης (Nm³/h)
q_air: Ροή αέρα ανά πώμα φίλτρου (Nm³/h)
Πάρτε τη μεγαλύτερη τιμή μεταξύ των υπολογισμών της αντίστροφης πλύσης νερού και της αντίστροφης πλύσης αέρα για να καλύψετε πιο απαιτητικές συνθήκες λειτουργίας.
Βήμα 3: Επαληθεύστε την απόσταση του καλύμματος του φίλτρου
Τοποθετήστε τα καπάκια φίλτρου στην πλάκα στομίου σύμφωνα με τον υπολογισμένο αριθμό καλυμμάτων φίλτρου N_cap (συνήθως σε κλιμακωτό σχέδιο).
Διάσταση καπακιού φίλτρου: Συνήθως 150mm~250mm. Αυτή η απόσταση είναι ζωτικής σημασίας: Η πολύ μεγάλη απόσταση θα δημιουργήσει τυφλά σημεία στη διανομή του νερού, εμποδίζοντας τον αποτελεσματικό καθαρισμό των μέσων φίλτρου σε αυτές τις περιοχές κατά τη διάρκεια της αντίστροφης πλύσης, οδηγώντας τελικά στο σχηματισμό συσσωματωμάτων και συσσώρευσης.
Η πολύ μικρή απόσταση θα κάνει την εγκατάσταση άβολη, θα αυξήσει το κόστος και μπορεί να επηρεάσει τη διανομή του νερού λόγω παρεμβολών μεταξύ των υγρών.
Είναι απαραίτητο να διασφαλίσετε ότι η απόσταση μεταξύ του εξώτατου πώματος φίλτρου και του τοιχώματος της δεξαμενής είναι περίπου 75 mm έως 100 mm για να αποτραπεί το βραχυκύκλωμα της ροής του νερού εντός του τοιχώματος της δεξαμενής.
