Перфорирани лим од нерђајућег челика: прорачун отворене површине, узорак рупа и пад притиска

Отворено подручје (%)= површина рупе ÷ површина шаблона који се понавља × 100. За округле рупе:90.69 × (d ÷ p)²за распоређени узорак од 60 степени,78.54 × (d ÷ p)²за прави узорак од 90 степени (д=пречник рупе, п=корак од центра до центра).

Најбољи образац:Помак од 60 степени даје око 15% више отворене површине од 90 степени равно при истој величини рупе и нагибу, и задржава шире металне мостове на истој отвореној површини.

Пад притиска:за танак лист, Δп=ζ × ½ρу², где је ζ=[0,707√(1−ф) + (1−ф)]² ÷ ф² и ф је отворена површина као разломак. Резање отворене површине од 40% до 20% множи пад притиска за око 6.

снага:више отвореног простора значи мање метала између рупа. Лист са 40% отворене површине задржава само једну трећину своје чврстоће чврстог листа преко најуже линије.

оцена:304, 316Л или 2205 не мења отворену површину или пад притиска. Мења век трајања и чврстоћу корозије, а самим тим и дебљину лима коју можете користити.

Перфорирани лист изгледа једноставно: равна плоча пуна рупа. Ипак, три броја одлучују да ли ради у филтеру, екрану, разделнику протока или штитнику: отворено подручје, узорак рупе и пад притиска на њему. Они су повезани. Шаблон поставља отворено подручје, отворено подручје поставља пад притиска, а свака додатна рупа одузима снагу.

Овај водич објашњава сваку везу на једноставном језику, даје формуле и ради кроз примере које можете да репродукујете помоћу калкулатора. Тамо где број долази из нашег сопственог прорачуна, а не из објављене табеле, ми то кажемо.

Шта је отворена површина у перфорираном листу од нерђајућег челика и како га израчунати?

Отворена површина је проценат површине листа која има рупу. Поделите површину једне рупе са површином понављајуће ћелије која је садржи, а затим помножите са 100. За округле рупе у поређаном узорку од 60 степени, пречица је90.69 × (d ÷ p)².

Замислите чаршав као поплочан под. Свака плочица има једну рупу (или фиксни број рупа). Отворено подручје је колико је свака плочица празна. Пошто је плочица постављена по нагибу, потребна су само три улаза: величина рупе, корак и узорак. Користите исте јединице за д и п, као што су милиметри.

Константа 90,69 долази из геометрије троугласте мреже, што је најгушћи начин за паковање округлих рупа. То је такође горња граница: достиже се само ако се рупе додирују (д=п), што не би оставило метал да формира лим. Прави редови губе углове између рупа, због чега константа пада на 78,54.

Обрађени примери

• Пример А.Рупе од 3 мм, корак 5 мм, распоређени под углом од 60 степени. д ÷ п=0.6, и 0,6²=0.36. Отворена област=90.69 × 0.36 =32.7%. Исте рупе у правој шеми дају 78,54 × 0.36=28.3%.
• Пример Б.6 мм рупе, 9 мм корак (написано "6 @ 9"), 60 степени у поређању. д ÷ п=0.667, и 0,667²=0.444. Отворена област=90.69 × 0.444 =40.3%.

Три уобичајене грешке

• Користећи погрешну формулу узорка.Примена 90,69 на прави образац прецењује отворену површину за око 15%.
• Мешање дефиниција висине тона.Добављачи се разликују по томе да ли се корак мери дуж реда или између редова, а обрасци од 45 степени су дефинисани на више начина. Потврдите дефиницију на цртежу.
• Игнорисање маргина.Формуле дају отворену површину перфорираног поља. Чврсте ивице око поља спуштају отворену површину целог листа.

Који узорак рупе треба да изаберете: 60 степени у поретку, 90 степени равно или 45 степени?

Изабери60 степени затегнутоосим ако вам требају рупе у равним редовима. Даје највећу отворену површину за округле рупе, оставља шире мостове на истој отвореној површини и стандардни је образац за већину перфоратора.

При истом пречнику рупе и нагибу, шаблон од 60 степени даје 90,69 ÷ 78.54=1.155 пута отворену површину од правог узорка од 90 степени, што је15,5% више. На то можете гледати и на други начин. Да бисте погодили исто отворено подручје са истом величином рупе, шаблон од 60 степени може да користи корак за око 7,5% већи, тако да је метал између рупа шири.

Ево конкретног случаја. Рупа од 5 мм са нагибом од 8 мм у шаблону од 60 степени даје 35,4% отворене површине са мостовима од 3,0 мм. Да би одговарао 35,4% у правој шеми, корак мора да се смањи на око 7,4 мм, остављајући мостове од само око 2,4 мм. То је отприлике 20% мање метала између рупа за исту површину протока.

Колико чврстоће губи перфорирани лист како се повећава отворени простор?

Више него што број отворених површина сугерише. Најужа трака метала између рупа носи оптерећење, а њен удео у чврстом лима је отприлике(p − d) ÷ p, названа ефикасност лигамента. На 40% отворене површине, тај удео је само око 33%.

Отворено подручје и снага повлаче у супротним смеровима. Када подигнете отворену површину одабиром веће рупе или мањег корака, мостови између рупа постају тањи. Пошто мостови носе терет, снага брзо пада. Табела показује колико брзо.

Последњи ред показује компромис. Лист са 63% отворене површине налази се близу врха траке од 23% до 64% ​​коју ИСО 7805-1 прописује за плоче дебљине 3 мм и више, али задржава само око једну шестину своје чврстоће на најужем делу.

Фабрикатори користе једноставна правила како би листови били пробојни и равни. Многи држе мост бар онолико широк колико је дебљина лима, а многи држе пречник рупе најмање једнак дебљини за угљенични челик и око 1,5 пута дебљи или више за нерђајући челик. Нерђајући челик се стврдњава и чвршћи је од угљеничног челика, тако да се ударци брже троше и теже је направити мале рупе у дебелом лима. Ово су упутства произвођача, а не објављени стандарди, а ограничења се разликују у зависности од продавнице. Потврдите са својим добављачем.

Како израчунати пад притиска на перфорираном листу?

За танак лист са оштрим ивицама,Δp = ζ × ½ × ρ × u², где је у брзина приближавања узводно од плоче, ρ је густина течности, иζ = [0.707√(1−f) + (1−f)]² ÷ f², са ф отвореном површином као разломком. Резултат је прва процена која важи за велики Рејнолдсов број; погледајте ограничења у наставку.

Свака рупа делује као мали отвор. Проток се стисне у рупе, убрзава до у ÷ ф, а затим се поново шири на супротној страни, а енергија се губи у процесу. Мања отворена површина значи бржи проток у рупама и много већи губитак. Формула изнад је резултат танке плоче који је саставио Иделцхик и који се широко користи у инжењерским приручницима.

Корак по корак

1. Израчунајте удео отворене површине ф из формула у првом одељку (35% отворене површине значи ф=0.35).
2. Наћи брзину прилаза у=проток ÷ површина плоче.
3. Израчунајте ζ са горњом формулом или је прочитајте из табеле испод.
4. Израчунајте Δп=ζ × ½ × ρ × у². Са ρ у кг/м³ и у у м/с, Δп је у паскалима.

Радни пример: 5 @ 8 мм, 60 степени распоређено

Отворена површина је 35,4%, па ф=0.354 и ζ=11.7. Форваздух брзином од 2 м/с, Δp = 11.7 × 0.5 × 1.2 × 2² = 28 Pa, са брзином рупе од 5,6 м/с. Заводе брзином од 0,5 м/с, Δp = 11.7 × 0.5 × 998 × 0.5² = 1.46 kPa, са брзином рупе од 1,4 м/с.

Шта вам бројке говоре

• Отворено подручје доминира.Резање отворене површине са 40% на 20% повећава ζ са 8,2 на 51,3, око6 путапад притиска при истом протоку.
• Брзина је на квадрат.Удвостручење протока множи пад притиска за четири.
• Зачепљење погоршава проблем.Ако крхотине блокирају половину рупа, отворено подручје се преполови и пад притиска расте за сличан велики фактор. Због тога су листови филтера и филтера величине са великим отвореним простором.

Границе формуле

Формула танке плоче је граница високог Рејнолдсовог броја. У обрађеном примеру, Рејнолдсови бројеви рупе су само око 1.900 за ваздух и 7.000 за воду (под претпоставком кинематичких вискозитета од 1,5 × 10⁻⁵ и 1,0 × 10⁻⁶ м²/с). То је испод опсега где коефицијент губитка престаје у зависности од Рејнолдсовог броја, па третирајте ове резултате као процену и користите Иделчикове Рејнолдсове зависне графиконе или податке теста када је одговор битан.

Прави нерђајући листови су такође дебљи од односа пречника од 0,015 који претпоставља формула. Секундарни резиме објављених експеримената на плочама троугластог нагиба извештава да губитак притиска опада како дебљина расте ка око 1,5 пречника рупе, а затим се смањује. За типичне листове, бројеви танких плоча стога имају тенденцију да буду на високој страни. Нисмо могли директно да потврдимо оригиналне експерименталне податке, па користите ово као тренд, а не фактор корекције.

Да ли облик рупе и узорак мењају пад притиска?

Углавном кроз отворено подручје. Узорак и облик су важни јер одређују колико отвореног простора даје дата величина рупе и корак. Објављени подаци Иделчика покривају кружне рупе; за квадрате и прорезе, инжењери обично раде са еквивалентним хидрауличким пречником и потврђују тестом или ЦФД-ом.

Хидраулички пречник је д_х=4 × отворена површина ÷ влажни периметар. За округли отвор једнак је пречнику. За квадрат једнака је дужини странице. За утор са заобљеним крајем, он је већи од ширине утора, као што табела показује.

Да ли квалитета нерђајућег челика утиче на отворену површину или пад притиска?

Не. Отворена површина и пад притиска зависе од геометрије и флуида, а не од легуре. Оцена је важна јер одређује век трајања и чврстоћу корозије, а снага утиче на то колико дебео лим мора бити.

Детаљи производње су важнији него што већина купаца очекује. Рупа направљена од 0,1 мм на рупи од 3 мм повећава отворену површину за око 6,8% ((3,1 ÷ 3)²=1.068), што смањује пад притиска за отприлике 12% ако приближно ζ процените пропорционално 1 ÷ ф² (ЕЕТА процена). Зато толеранција рупа припада цртежу. Правац ивица, равност и завршна обрада такође су важни. Глатке, електрополиране ивице отпорне су на прљање, а границе равности за основну плочу су покривене у нашем чланку о толеранцијама АСТМ А240.

Како специфицирате перфорирану плочу тако да наруџба одговара вашој калкулацији?

Наведите величину рупе, корак и начин на који се мери, угао узорка, дебљину, ниво и спецификацију, маргине и толеранције. Свака ставка која недостаје је шанса да се испоручени лист разликује од вашег прорачуна.

Који стандарди се примењују на перфорирани лим од нерђајућег челика?

Ниједан стандард не покрива нерђајући перфорирани лист од краја до краја. Геометрија рупа и корака се обично узима из серије ИСО 7805, а основни метал из АСТМ А240 и А480.

Извори: ИСО 7805-1, ИСО 7805-2 и ИСО 10630 каталошки уноси (ИСО, ЦЦН/СЦЦ, СФС). ИСО документи су обухваћени нискоугљеничним челиком; за поруџбине од нерђајућег челика, купци се обично позивају на ИСО геометрију и цитирају АСТМ за основни метал. Потврдите приступ са својим произвођачем.

Често постављана питања

П: Шта је типично отворено подручје за перфорирани лим од нерђајућег челика?

A: Већина стандардних узорака пада између око 20% и 65% отворене површине. ИСО 7805-1 прописује однос корака и отвора који дају номиналне отворене површине од отприлике 23% до 64% ​​за плоче дебљине 3 мм и више. Одлазак више оставља веома уске мостове између рупа, тако да трпе чврстоћа и равност.

П: Шта значи код као што је "5 @ 8"?

A: Обично значи рупе од 5 мм на центрима од 8 мм. Са распоређеним узорком од 60 степени ово даје 35,4% отворене површине; са равним узорком од 90 степени даје 30,7%. Увек потврдите образац и начин на који добављач мери висину.

П: Може ли перфорирани лист достићи 90% отворене површине?

A: Не. Теоретски плафон за округле рупе у распореду од 60 степени је 90,69%, достижан је само када се рупе додирују (пречник рупе је једнак кораку). У том тренутку не остаје метал да формира лим, тако да прави производи остају далеко испод њега.

П: Да ли дебља плоча смањује пад притиска?

A: Често да, до одређене тачке. Формула танке плоче у овом чланку претпоставља веома танак лист. Објављени експерименти на плочама троугластог нагиба извештавају да губитак пада како дебљина расте ка око 1,5 пута пречника рупе, а затим се изједначава. За дебеле плоче и мале рупе, трење зида почиње да буде важно. Користите тестне податке за критичне дизајне.

П: Да ли се пад притиска разликује за перфорирани лист 304 и 316Л?

A: Не. Пад притиска зависи од геометрије (отворена површина, величина рупе, дебљина) и од флуида (густина, брзина, вискозност). Степен мења отпорност на корозију и снагу, што може променити дебљину коју одаберете, а дебљина утиче на пад притиска.

П: Како да конвертујем прилазну брзину у брзину рупе?

A: Поделите прилазну брзину са уломком отворене површине. На пример, брзина од 2 м/с која се приближава листу са 35% отворене површине постаје око 5,7 м/с унутар рупа. Ова већа брзина рупе покреће пад притиска.