Способ определения гидравлического сопротивления фильтра Советский патент 1992 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к фильтрованию жидкостей.

Известен способ определения гидравлического сопротивления фильтра, заключающийся в том, что фильтр устанавливают в напорную магистраль проливочного стенда, пропускают через него жидкость и определяют зависимость потерь давления - перепада давления на фильтре от скорости жидкости - скорости фильтрования.

Недостатками известного способа являются:-низкая точность, обусловленная тем, что при проливках фильтра на проливочном стенде (особенно фильтра с высокой степенью очистки) возможно закупоривание ячеек фильтрового материала частицами загрязнений, содержащимися в проливочной жидкости стенда, что искажает характеристики сопротивления; - значительные затраты на проведение проливок фильтров, особенно фильтров с большой пропускной способностью; например, для определения

гидравлического соТТротивления фильтров, у которых корпуса одинаковы, но фильтровые материалы различны, в соответствии с описанным способом необходимо проводить проливки каждого фильтра, что приводит к большим затратам.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения гидравлического сопротивления фильтра, заключающийся в том, что пропускают жидкость через фильтровый материал - сетку и определяют коэффициент сопротивления сетки, с использованием которого определяют гидравлическое сопротивление - потери давления на фильтре.

Недостатком способа является низкая точность определения гидравлического сопротивления фильтра, обусловленная тем, что в соответствии с описанным способом учитывается только сопротивление фильтрового материала - сетки и не принимается во внимание сопротивление корпуса фильтсо

с

ч

00

ы со со

pa, т.е. считается, что сопротивление филь- тра создается только за счет сопротивления фильтрового материала.

Целью изобретения является повышение точности определения гидравлического сопротивления фильтра и снижение затрат.

Поставленная цель достигается тем, что определение гидравлического сопротивления фильтра производят путем проливки образца фильтрового материала, которым оснащен фильтр. жидкостью и определения зависимости перепада давления на образце от скорости жидкости; проливки корпуса фильтра и определения зависимости перепада давления на корпусе от скорости жид- кости; с использованием полученных зависимостей гидравлическое сопротивление фильтра определяют из уравнения

АРФ ДРФМ + ДРк,

где Д Рфм - гидравлическое сопротивление фильтрового материала;

ДРк - гидравлическое сопротивление корпуса фильтра.

При этом проливки фильтрового материала производят в лабораторных условиях путем пропускания жидкости через образец фильтрового материала, определения зависимости перепада давления от скорости жидкости и определения по результатам проливок характеристик-материала, напри- мер коэффициентов вязкостного а и инерционного / сопротивлений уравнения

- 2

+ 2,

где А - коэффициент гидравлического сопротивления фильтрового материала:

2-АРфм.

Re-число Рейнольдса при течении жидкости через фильтровый материал:.

Re-(f)

А РФМ - перепад давления при течении жидкости через фильтровый материал;

Л/фм - скорость фильтрации - скорость жидкости через фильтровый материал:

Шфм 6/ррфм;

G - расход жидкости через материал;

Рфм - площадь фильтрового материала;

h - толщина фильтрового материала;

СЕ, ft - коэффициенты вязкостного и

инерционного сопротивлений фильтрового

материала, определяемые экспериментально по результатам проливок образца фильтрового материала.

Проливки корпуса фильтра проводят на проливочных стендах путем пропускания жидкости через корпус, определения зависимости перепада давления от расхода жидкости (скорости течения жидкости) и определения по результатам проливок характеристик корпуса фильтра, например постоянных уравнения:

Ј -

а

+ ь,

(2)

где § - коэффициент гидравлического сопротивления корпуса фильтра:

101520

2530

3540

.

„п

g

Ј

2-ДРк

pw2

Re« - число Рейнольдса:

ReK

Д Рк - перепад давления при течении жидкости через корпус фильтра;

р- плотность жидкости;

fi - вязкость жидкости;

W - скорость жидкости, подсчитанная по условному диаметру фильтра d;

a,b - постоянные, определяемые по результатам проливок корпусо фильтра.

После этого, с использованием характеристик фильтрового материала (уравнения, описывающего гидравлическое сопротивление фильтрового материала, включающего коэффициенты ct,j8,} и характеристик корпуса фильтра (уравнения, описывающего гидравлическое сопротивление корпуса фильтра, включающего постоянные а.Ь), определяют гидравлическое сопротивление фильтра при заданном расходе жидкости через фильтр

+ АРк(3)

где А Рф - перепад давления на фильтре, причем сопротивление фильтрового материала - перепад давления на фильтровом материале А Рфм определяют из уравнения (1) после подстановки входящих в него величин:

А РФМ - Щл НУУфм + ft hp 1Л/2фм (4)

ё сопротивление корпуса фильтра определяют из уравнения (2) - после подстандвки входящих в него величин:

.W + .W2

(5)

На фиг.1 показано устройство для про- ливки образца фильтрового материала: на фиг.2 - зависимость перепада давления на образце фильтрового материала от скорости жидкости; на фиг.З - проливочный стенд для проливки корпуса фильтра; на фиг.4 - зависимость перепада давления на корпусе фильтра от скорости жидкости.

Способ осуществляется следующим образом.

В лабораторных условиях (фиг.1) в корпус устройства 2 устанавливают образец фильтрового материала 1, которым оснащен фильтр, и пропускают через него жидкость при различных расходах. При этом измеря- ют перепад давления на фильтровом материале датчиком 4, расход жидкости - датчиком 3, температуру - датчиком 5. По результатам проливок определяют зависимость (фиг.2) перепада давления на фильтровом материале А Рфм от скорости жидкости через материал Л/фМ и затем значения коэффициентов вязкостного си инерционного /9 сопротивлений уравнения (1), т.е. получают уравнение, описывающее гидравлическое сопротивление фильтрового материала, включающего коэффициенты вязкостнрго а и инерционного/ сопротивлений.

Затем в магистраль проливочного стен- да (фиг.З), включающего бак с жидкостью 1, насос 2, запорные и управляющие элементы, устанавливают корпус фильтра 3 и пропускают через него жидкость, цзмеряя при этом расход жидкости датчиком 4, перепад давления - датчиком 5, температуру жидкости - датчиком 6.

По результатам проливок определяют зависимость (фиг.4) перепада давления на корпусе фильтра А Рк от скорости жидкости w, подсчитанной по условному диаметру d фильтра, и затем-значения коэффициентов а и b уравнения (2), т.е. получают уравнение, описывающее гидравлическое сопротивление корпуса фильтра.

После этого, используя уравнение f 1)- (2), определяют гидравлическое сопротивление фильтра при заданном расходе жидкости

ДРФ ДРфм + ДРк,

где А Рфм определяют из уравнения (.преобразованного к виду (4);

А Рк определяют из уравнения (2), преобразованного к виду (5).

Использование предлагаемого способа определения гидравлического сопротивления фильтра обеспечивает повышение точности определения, так как способ учитывает вклад каждой составляющей - корпуса фильтра и фильтрового материала. Кроме того, снижают затраты за счет того, что при использовании ряда фильтров, имеющих одинаковые корпуса, но оснащенных разными фильтровыми материалами, в лабораторных условиях определяют сопротивление фильтровых материалов, а на проливочном стенде производят определение гидравлического сопротивления только одного корпуса фильтра и исключают работы по проливкам других корпусов фильтров.

Формула изобретения

Способ определения гидравлического сопротивления фильтра, включающий про- ливку фильтрового материала, которым оснащен фильтр, и определение с учетом ее зависимости перепада давления на фильтровом материале от скорости жидкости, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности определения и снижения затрат, производят проливку корпуса фильтра, с учетом которой определяют зависимость перепада давления от скорости жидкости, а гидравлическое сопротивление фильтра определяют, используя полученные зависимости перепада давления на фильтровом материале и корпусе фильтра от скорости жидкости, из уравнения

АРФ ДРФМ + ДРк

где А Рфм - гидравлическое сопротивление фильтрового материала;

ДРК - гидравлическое сопроивление корпуса фильтр.

ф(/г.З

Изобретение относится к фильтрованию жидкости. Производят проливку образца фильтрового материала, с учетом которой определяют зависимость перепада давления на образце от скорости жидкости. Производят проливку корпуса фильтра, с учетом которой определяют зависимость перепада давления на корпусе от скорости жидкости. Сопротивление фильтра определяют, используя полученные зависимости перепада давлений на фильтровом материале и корпусе фильтра от скорости жидкости. А ил.

ДР ff&pfi.

Редактор Т. Вельская

Составитель В. Ищенко Техред М.Моргентал ,

фиг А

Корректор Н. Бучок