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HiFlux / Die Herausforderung / Berechnung des Durchflusses

Berechnung des Durchflusses

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CFD und Strömungsberechnung

Strömungsberechnungen und CFD-Analysen (Computational Fluid Dynamics) sind zwei entscheidende Aspekte bei der Entwicklung, Auswahl und Optimierung von automatischen selbstreinigenden Filtern für verschiedene Anwendungen. Wir wollen nun die einzelnen Komponenten aufschlüsseln, um zu verstehen, wie sie zum effizienten Betrieb dieser Filter beitragen.

Durchflussberechnung in m³/h

Die Durchflussberechnung für einen automatischen selbstreinigenden Filter in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) hilft bei der Bestimmung der Flüssigkeitsmenge, die der Filter im Laufe der Zeit verarbeiten kann. Diese Berechnung ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Kapazität des Filters den Anforderungen des Systems entspricht. Die Grundformel, angepasst an metrische Einheiten, lautet:

  • Filterfläche (m²): Die Gesamtoberfläche des Filtermediums, die für die Filtration zur Verfügung steht.
  • Durchlässigkeit (m³/m²/h): Das Flüssigkeitsvolumen, das in einer Stunde durch eine Flächeneinheit des Filtermediums hindurchtreten kann, abhängig von der Porosität des Mediums und den Eigenschaften der Flüssigkeit.
  • Viskositätskorrekturfaktor: Eine dimensionslose Zahl, die die Berechnung für die Viskosität der Flüssigkeit im Vergleich zu Wasser anpasst. Bei Flüssigkeiten, die zähflüssiger sind als Wasser, ist dieser Faktor größer als 1, was die Durchflussrate verringert.

Diese Formel liefert eine grundlegende Schätzung. Die tatsächliche Durchflussmenge kann durch zusätzliche Faktoren wie die Konstruktion des Filters, die Art und Menge der Verunreinigungen und die Betriebsparameter des Selbstreinigungsmechanismus beeinflusst werden.

CFD-Analyse des Filters

Die CFD-Analyse ist ein hochentwickeltes Werkzeug, mit dem die Flüssigkeitsströmung innerhalb des Filters simuliert werden kann und das einen detaillierten Einblick in die Leistung des Filters unter verschiedenen Bedingungen ermöglicht. Durch die Modellierung des Verhaltens der Flüssigkeit und ihrer Wechselwirkung mit den Filtermedien und der Struktur kann die CFD-Analyse helfen:

  • Erkennen von Strömungsmustern: Wenn man versteht, wie sich die Flüssigkeit durch den Filter bewegt, kann man Bereiche mit hoher Geschwindigkeit, potenzielle tote Zonen oder Regionen, in denen sich Partikel ansammeln können, aufdecken und so die Konstruktion verbessern.
  • Optimieren Sie das Filterdesign: CFD kann zu Anpassungen des Filtergehäuses, der Einlass-/Auslasskonfigurationen und des Selbstreinigungsmechanismus führen, um die Effizienz zu verbessern, Druckverluste zu minimieren und den Energieverbrauch zu senken.
  • Bewertung des Druckabfalls: Der Druckabfall über den Filter ist eine wichtige Leistungskennzahl für Filter und kann genau abgeschätzt werden. Dies ermöglicht die Auswahl der Pumpengröße und die Anpassung der Systemparameter, um einen effizienten Betrieb zu gewährleisten.

Die CFD-Analyse ergänzt empirische Tests und herkömmliche Konstruktionsmethoden und bietet ein leistungsstarkes Mittel zur Visualisierung und Verbesserung der Filterleistung, bevor physische Prototypen gebaut oder installiert werden.

Kombination von Strömungsberechnung und CFD für eine optimale Auslegung
Die Integration von Strömungsberechnungen mit CFD-Analysen bietet einen umfassenden Ansatz für den Entwurf und die Auswahl automatischer selbstreinigender Filter. Während Durchflussberechnungen eine vorläufige Schätzung der Filterkapazität liefern, ermöglicht die CFD-Analyse ein tieferes Verständnis der Strömungsdynamik, die im Spiel ist. Gemeinsam stellen sie sicher, dass der gewählte Filter nicht nur die erforderlichen Durchflussraten erfüllt, sondern auch effizient arbeitet, die Qualität bei unterschiedlichen Belastungen beibehält und Energie spart, was zur Gesamteffizienz und Langlebigkeit des Systems beiträgt. Für die praktische Anwendung ist eine enge Zusammenarbeit mit den Filterherstellern und die Nutzung ihres Fachwissens und ihrer Ressourcen unerlässlich, um das Filtersystem auf die spezifischen betrieblichen Anforderungen abzustimmen.          

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