Hönnun götuðra platna og síuloka í vélrænum síum hefur bein áhrif á rekstrarafköst og líftíma búnaðarins. Kjarnamarkmið hönnunar eru tvíþætt:
Tryggja jafna vatnsdreifingu við venjulega síun, nýta allan síunarþverskurðinn að fullu og forðast skammhlaup eða dauð svæði.
Tryggir algerlega jafna vatns- og loftdreifingu meðan á bakþvotti stendur, tryggir að síumiðillinn sé vandlega hreinsaður án þess að tapast, á meðan gataplatan/síuhettan sjálf hefur nægjanlegan vélrænan styrk til að standast verulegan höggkraft við bakþvott.
I. Útreikningsaðferðir fyrir gataðar plötur (gljúpar plötur)
Gataðar plötur eru venjulega staðsettar neðst á síunni, styðja við síumiðilinn og síuhetturnar og dreifa bakvatni og lofti jafnt.
1. Kjarnahönnunarfæribreyta: Opið svæðishlutfall
Opið svæðishlutfall er hlutfallið af heildarflatarmáli allra opa á götuðu plötunni og heildarflatarmáli götuðu plötunnar. Þetta er mikilvægasti þátturinn í útreikningnum.
Rennslishraði bakskotsvatns ákvarðar neðri mörkin: Við bakþvott þarf nægilegt vatnsrennsli í gegnum opin til að styðja við síumiðilinn til hreinsunar. Ef hlutfallið er of lítið mun vatnsrennslisviðnámið vera of hátt, sem krefst hærri bakskolunardæluhauss og getur hugsanlega leitt til ójafnrar vatnsdreifingar.
Styrkur opaplötunnar ákvarðar efri mörkin: of hátt hlutfall ops mun veikja vélrænan styrk plötunnar, sem getur hugsanlega valdið aflögun eða rifi við bakskolþrýsting (sérstaklega við loftskúr).
Iðnaðarreynsla: Almennt, fyrir vatn-aðeins bakþvott, er opnahlutfallið hannað til að vera á milli 3% og 8%. Ef notaður er loft-vatnsblönduð bakþvottur, vegna meiri höggkrafts lofts, er opnahlutfallið venjulega lægra, til dæmis 2%-5%, til að tryggja nægan styrk.
2. Útreikningsskref
Skref 1: Ákvarða þarf heildaropflatarmál (A_holes)
Þetta svæði þarf að uppfylla kröfur um rúmmál bakvatns.
A_holes=Q_backwash / V
Q_backwash: Vatnsrennsli í bakþvotti (m³/s). Reiknað út frá síuþvermáli og tilskildum bakskolunarstyrk (L/s·m²). Q_bakþvottur=Styrkur bakþvottar × (π × D²/4). (Athugið umbreytingu eininga: 1 m³/s=1000 l/s)
V: Leyfilegur flæðishraði vökva í gegnum opplötuna (m/s). Þetta er reynslugildi, almennt 1,0~3,0 m/s fyrir vatnsbakskol og 10~20 m/s fyrir loftskolun (lofthraði við staðlaðar aðstæður). Þetta gildi má ekki vera of mikið, annars verður höfuðtapið gífurlegt; það má heldur ekki vera of lítið, annars verða of mörg op.
Skref tvö: Reiknaðu heildarflatarmál opplötunnar (A_plate)
A_plata=π×(D_filter_inner)²/4
D_filter_inner: Innra þvermál síutanksins (m).
[Mynd]
Skref þrjú: Staðfestu opnahlutfallið (η)
η=A_holur / A_plate × 100%
Reiknað opnahlutfall η verður að falla innan ofangreindra reynslusviðs (td 2%-8%). Ef ekki, þarf að stilla leyfilegan flæðihraða V í fyrsta skrefi og endurreikna. Aukning V mun minnka A_holur og minnka η; öfugt mun minnkandi V minnka η. Skref 4: Ákvarða fjölda hola (N) og holuþvermál (d)
Þetta er val sem krefst vandlegrar íhugunar.
N=A_holur / (π×d²/4)
Val á holuþvermáli (d): Venjulega eru göt með Φ8~Φ12mm notuð. Of lítil göt eru hætt við að stíflast en þau sem eru of stór þurfa fleiri bolta/síuhettur til að þétta og einsleitni vatnsdreifingar er aðeins verri.
Val á fjölda hola (N): Reiknaðu nauðsynlegan fjölda hola N miðað við valið holaþvermál d.
Holuskipulag: Venjulega er notað jafnhliða þríhyrningur (smárablaða) þar sem þetta fyrirkomulag veitir einsleitustu dreifingu. Fjarlægðin frá miðju-til-miðju milli hola er yfirleitt (3~5)d. Göt ættu ekki að vera of nálægt tankveggnum; brúnfjarlægðin er yfirleitt 100mm ~ 150mm.
II. Útreikningsaðferð fyrir síuhettur
Síuhettur eru íhlutirnir sem ná beint samræmdri vatnsdreifingu og útreikningur þeirra er nátengdur opnaplötunni.
1. Kjarnafæribreytur: Heildarraufasvæði og fjöldi
Hvert síulok er með fjölmörgum fínum raufum (venjulega 0,25 mm ~ 0,4 mm) sem eru hannaðar til að hindra að síumiðillinn fari í gegnum.
2. Útreikningsskref
Skref 1: Ákvarða raufflæði einnar síuloka
Hafðu samband við birgja síuloksins til að fá vatns- og loftstreymisferla fyrir staka síuhettu undir mismunandi þrýstingsmun. Þetta er nákvæmasta aðferðin.
Ef engin gögn liggja fyrir er hægt að gera áætlanir. Flæði einnar langrar-síuloka (0,3 mm raufar) við bakþvott vatns (þrýstingsmunur ~0,1 MPa) er um það bil 0,5~1,2 m³/klst. Við bakþvott lofts er flæðið um það bil 15~30 Nm³/klst.
Skref 2: Reiknaðu út nauðsynlegan fjölda síuhetta (N_cap)
N_cap=MAX( Q_bakþvottur / q_vatn, Q_air / q_air )
Q_bakþvottur: Heildarrennsli vatnsrennslis (m³/klst.)
q_water: Vatnsflæði á síuloki (m³/klst.)
Q_air: Heildarflæðishraði bakskolunarlofts (Nm³/klst.)
q_air: Loftflæði á síuloki (Nm³/klst.)
Taktu stærra gildið á milli útreikninga á vatnsbakskolun og loftskolvatni til að mæta krefjandi rekstrarskilyrðum.
Skref 3: Staðfestu bil síuloksins
Raðið síutöppunum á opplötuna í samræmi við útreiknaðan fjölda síutappa N_cap (venjulega í skömmtuðu mynstri).
Bil síuloka: Venjulega 150mm ~ 250mm. Þetta bil skiptir sköpum: Of stórt bil mun skapa blinda bletti í vatnsdreifingu, sem kemur í veg fyrir skilvirka hreinsun á síumiðlinum á þessum svæðum meðan á bakþvotti stendur, sem leiðir að lokum til myndunar kekki og uppsöfnun.
Of lítið bil mun gera uppsetningu óþægilega, auka kostnað og getur haft áhrif á vatnsdreifingu vegna truflana milli vökva.
Nauðsynlegt er að tryggja að fjarlægðin á milli ysta síuloksins og tankveggsins sé um það bil 75 mm til 100 mm til að koma í veg fyrir stutta-rás vatnsflæðis innan tankveggsins.
