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1、 、寸 学报 Ch j n a E l 蟮 n f i r l s 1 54 D咄1 9 9 5 高效过滤器中多孔板布孔方式及孔数计算 杜跃成 7 ( 琦 爿 E 电 力 学 院 飞 辐 面 i j 函司 ， 胄 #1 3 2 0 1 2 ) u 一高效过滤器( 以下简称过谵器) 的前景决定于它自身技术上的发展和应用领】 袁 的扩展 。 精确 、 合理地设 计每一个过滤器组件 ， 是精 心制 造、 正确使用和维 护的前提 在过 滤器中多孔板是主要零部件之一 ， 它的作用是将若干滤料束悬挂其上- 过滤效果 的好坏与 滤料装填密度 的大 小和均匀性 有关 也就是与 多孔板 的孔数及 其布孔方式有关
2、 目前， 过滤器结构设计中多孔板的一些设计参数 常常凭经验或估计确定 ， 这对过滤 器性能和成本带来 一定不 良影 响 。本文试图根据设计 中事先确定的一些 原则 和具体条件 运用板面利用率来分析选择布孔方式， 推导出多孔板孔数的计算公式。 通过算例对多孔板 两种布孔方 式下厚度 的计算 值进行 比较 。 1 多孔板布孔方式及板面利用系数 过滤器过滤效果 的好坏 与多孔板板孔所 占板 面总面积和布孔方 式有关 ， 一 、 ， 、 ， 一 一 ， 一 ， ， ， 、 厂 X 一 ， ( 正 形排列 ( b ) 等迪三角形排列 圉 l ， 一 高教过滤搴 葺 多孔板布孔方式 救 车 矗日期 ： 1
3、 9 9 5 0 3 2 B 文档来源:空气过滤器 高效过滤器 FFU层流罩 空调过滤网蓐 4 角 牡鼍成- 高救过嚣暮中， 耗布扎幸直扎奠计算 1 1 6 板面利用率的高低可用板面利用系数 F来表示圆， 即 F =A A I ( 1 ) 式中 ， 一 多孔板开孔前 的总面 积 ， mmz | 一 多孔板 所有孔 的总面积 ， mmz 。 多孔板布孔方式有正方形和三角形两种， 见图 l 。 它们的板面利用系数是不同的 设正方形 、 三角形布 孔时板面 利用 系数分别 为 F 、 F ： ， 它们为 厅 F l； 耐。 研 F z一 = 啦 ( 2 ) 式 中 、 R 2 为正方形 、 三 角
4、形布 孔的孔 间距离 ， n ； d一 板孔直径 ， mm。 2孔数 孔距计算 多孔板孔数 为 N ； ( 3 ) 式 中 N 一 多孔板开孔数 目| A一 多孔板开孔前总面积 ， 一 ： 岛 一 一个 孔 所占面积 ， 1 r nz 孔直径相 等时 ， 两种 布孔方式的孔数分别为 ， 一 岛 一 番 ， z 一 瓦A 一 手 脚 ( d ) 式 中 口 l 、 一 正方 形 、 兰 角形 布孔 时 一个孔所 占面积 ， mm。 | 、 N： 一 正方形 、 三角形布 孔时的计 算孔数 。 初步设定孔 数为给定 的滤 料若干束的二倍 ， 并分 别代入式 ( 4 ) 得 =J 孚n ( 5 )
5、式 中 -一 初步设定的 孔数 ； 、 、 A一 同前 。 3 两种布 孔方式 的 比较 3 1多孔板开 孔徽 日 若 = 时 ， 将 ： 与 1 相 比， 得， z = 2 i 一 1 1 6 结果 说明 ， 多孔板 采用三 角形布 孔 比正方形 布孔时 在孔间距离相等 的条 件 下可 以多 开孔 l 6 ， 由于孔数增 多 ， 过滤 效果较好 。 3 2多孔板 孔间距离 将 与 相 比 ， 得 1 2 3 1 1 6 由上说明 在开孔数 目相同的条件下 三角形布孔比正方形布孔的孔问距大 1 6 3 3多孔板板 厚度 多孔扳是园形平扳 ， 在过 滤器中承 受进 口水 、 出 口水 的压整 及
6、滤 料的重 力 。 可 以近似 末北 电力学院 学投 革 1 5卷 按其两侧压差 进行强 度计算 ， 这 时多孔板相 当于一 个容 器平 盖 ， 平盖厚度不 d , T - r 3 。 一 、 + (6 ) 式 中 ， D 口 一 平 盖计算直径 。 K一 结构特 征系数 ； p 一 设计压力 ， I v I P a ； 目一 布孔削 弱系数 ； d I 一 设计 强 度下材料 的许用 应力 ， MP a 一 焊 缝 系数 ； 一 腐 蚀 裕度 ， mm。 从上可知 ， 多孔 板厚 度与其布孔削弱系数成反 比。 布孔削弱系数 为 =与 式中 一 平 盖危 险径 向截 面上各开孔宽度之总和 ，
7、mm。 在孔的直径 、 间距均 分别相等的情况下 ， 布孔削弱系数 目 ， 按式( 8 )为 一d ( 8 ) 式中 R一 相邻 两孔 的 中心距 ， 见 图 l ， mm。 设 为正方 形 、 三 角形 布孔 的削弱系数 ， 得 晶一d 一 1 ；啦 ( 9 ) 若 把正方形 布孔改 为三 角形布 孔时 一 1 1 6 R ， 得 一 一 从上 可知 ， 比 1 稍 大些 ， 其厚度可略减小 4 算 例 l D 0 0 n m 过 滤器 中多孔板承 受的最大 压差 为 0 2 MP a 设计强 度为 8 0 “ C； 腐蚀 裕度 为 l ； 焊缝 系数 为 l ； 给 定滤料为 4 3 0
8、束 ； 初步设定 孔数为 一 一 2X 4 3 0= 8 B o - ； 在多孔板 上还开有一个 直径 为 3 2 0 ra m 的加压室安装孔 试设计多孔板 布孔方 式及孔 数 、 孔问距、厚 度 两种布孔方 式的孔 间距 分别计算 ， 得 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。一 1 一 一 ( 手 1 0 0 0 。 一 号 3 2 0 ) 8 S O = 2 9 m m ， n = c 手 o o z 一 号 ， 。 一一 将 而 一 2 9 n 、 磁 3 1 mm作为设计参数 并代 入式 ( 4 ) ， 得正方形 、 三角形 布 孔孔数为 N I 研=( X l 0
9、 0 0 一T X 3 2 0 ) 2 9 。 =8 3 8 个 ： 一 A 磁一( 寻l 0 0 0 一 晋 3 2 0 。 ) 3 1 。 =8 d 7 个 m、 为正 方形 、 三 角形布 孔时的削弱系数 ， 当孔直径 一 1 1 mm 时 ， 得 第 期 杜簧成 高最过漆器申多孔扳布孔方式夏孔就计算 1 1 7 一( 墨 一 d ) 一 ( 2 9 1 1 ) 2 9 0 6 = ( 岛 一 d ) 岛 = ( 3 1 1 1 ) 3 1= 0 7 多 孔板厚 度大 于 1 6 ram 时 。 选用 压力容器用碳 素钢板 其设计温度 ( 1 5 0 “C)下材 料的 许用应 力 妇 一
10、 1 2 6 MP a 查表 I 。 得 眉 一 D 3 3 。 设 、 为正方形 、 三角形布孔的板厚 度计算 值 。 它 们为 d ， 一 窖 眉 ( d )+ c = 1 0 0 0 ( 0 3 3 x o 2 ) ( O 6 1 2 6 1 )+ 1= 3 1 ram 一 i + 1 0 0 0 ( 0 - 3 3 0 2 ) ( 0 - 7 1 2 6 1 )十 1 2 8 ram 查表 s-J ， 取正方形、 三角形布孔的板名义厚度分别为 d 一 3 2 m m、 如一2 8 ra m。 若 取钢材 密度 P= 7 8 0 0 I ， ma ， 正方 形 布孔的钢材 消耗量为 1一
11、 P =l 3 2 1 0 一 7 8 0 0 1 9 6 I 三 角形布孔的钢材 消耗 量为 2= P 一手1 。 ， 2 8 1 0 一 7 8 0 0 =l 7 勰 【 B 采用三角形 布孔后的钢材节约量 WI - Wz 1 0 0 一 里 1 0 0 一 1 22 5 结束语 本文提出的三角形布孔比正方形布孔在同等条件下 ， 增多丁孔数或增大孔间距离。 正 方 形改用三角形 布孔 可提 高多孔板强度 ， 或在强度 足够 的情况下 ， 可减小厚 度 ， 节省钢材 、 降低制 造成本 。 多孔板结构设计中除布孔方式及孔数、 孔间距计算外， 还有多孔板加筋结构设计、 多 孔板 与简体联接结构
12、 等问题 ， 有待于进一 步完善 。 参考文献 1 刘凡 清 I 一高效过滤 器的研制 工业 永处理 ， 1 9 9 1 ， ( 3 ) ： 1 5 1 8 r 2 张和远 常用 机械设计 北京 ： 机械 工业 出版社 ， 1 9 8 4 3 于伯 民 压力容器设计 北京 ： 中国石化 出版社 ， 1 9 9 2 d 全国压力 容器标准化技术 委员会 GB1 5 0 -8 9 钢制 压力容 器 ) 北京 ： 学苑 出版 社 ， 1 9 8 9 5 冶金部标 准化研究所 GB T 0 9 -8 8 热 轧钢板 和钢 带的尺寸 、 外形 、 重量 及允 许 偏差 北 京 ： 中国标准 出版社 ， 1 9 8 8
