Публикации
Гроупедия
Перейти к содержанию

Рекомендуемые сообщения

В этой теме я расскажу как можно рассчитать угольный фильтр.

 

Обычно процесс создания фильтра описывает сам процесс изготовления, не касаясь вопроса обоснования размеров. Я тоже в свое время сделал фильтр из подручных средств особо не вникая в суть, но мне всегда было интересно узнать какое же сопротивление фильтра я получил в итоге.

 

Немного теории.

1. Вентилятор.

Для расчета нам понадобиться напорная характеристика вентилятора. Напорная (аэродинамическая) характеристика сети показывает какое давление создает вентилятор и какой при этом он выдает расход. На рисунке ниже пример напорной характеристики вентилятора Silent TD 250/100. По графику второй скорости вентилятора видно, что в отсутствии нагрузки ( ноль Паскаль) вентилятор выдает 240 м3/ч, если же мы нагрузим вентилятор до максимума, это когда расход равняется нулю, вентилятор создаст перепад давления чуть больше 140 Па

post-33528-0-23189400-1595014269_thumb.png

 

Очень жаль что не все производители вентиляторов указывают эту характеристику в документации т.к. этот график будет нужен для дальнейших расчетов.

 

2 Фильтр.

Чтобы протолкнуть воздух через уголь необходимо затратить работу, поэтому любой угольный фильтр является нагрузкой для вентилятора и соответственно уменьшает его расход. Сопротивление фильтра величина не постоянная и зависит от расхода воздуха через него. Данную зависимость показывает график сопротивления фильтра.

Я думаю, что такие графики тоже должны указываться в характеристиках фильтров, но в реальности я не видел ни одного гроушопа, который бы это делал.

Максимум такие графики указывают фирмы, которые делают промышленные угольные фильтры.

Для примера снизу график угольного фильтра Pressure Diffrence CAN 1500.

По этому графику видно, как с ростом расхода через фильтр увеличивается и создаваемое им сопротивление.

post-33528-0-96662000-1595015157_thumb.png

 

Видно, что этот график построен по точкам, однако я узнал, что чаще всего этот график подчиняется параболическому закону изменения y=k*x^2 и я это сейчас покажу.

На графике ниже зеленой линией построен оцифрованный график сопротивления фильтра Pressure Diffrence CAN 1500, а сверху пунктирной линией наложена парабола вида y=0,000024*x^2. Как видно графики совпадают довольно точно.

post-33528-0-37327300-1595015553_thumb.png

 

К чему я это рассказал? Я хочу сказать, что график сопротивления фильтра не обязательно строить по точкам, достаточно сделать один замер и по полученным координатам построить график вида P=k*Q^2, где P - давление, Q - расход воздуха, k - коэффициент.

 

3. Рабочая точка.

Если на напорную характеристику вентилятора наложить график сопротивления фильтра, то точка пересечения, она же рабочая точка, покажет какое сопротивление создает фильтр и какой при этом вентилятор дает расход воздуха.

post-33528-0-63667600-1595016053.gif

 

4. Измерительный стенд.

Напорную характеристику вентилятора можно взять из документации, а где взять график сопротивления фильтра? Собственно этим я и решил заняться. Для этого я собрал испытательный стенд с тестовым фильтром, который позволит мне вычислить так называемое удельное сопротивление угольного слоя.

Схематическое изображение стенда на картинке снизу.

В точке А я делаю замер скорости потока, в точках B1 и B2 замеряю перепад давления на фильтре.

post-33528-0-04889700-1595016456_thumb.jpg

Вот так стенд выглядит в реальности

post-33528-0-46981600-1595016616_thumb.jpg

 

Фотография тестового фильтра

post-33528-0-94565500-1595016732_thumb.gif

Утомлять и рассказывать про подробности замеров я не буду, снизу будет видео на эту тему.

 

Поэтому в двух словах:

1. Беру тестовый фильтр с толщиной угля к примеру 4 см. Делаю замер падения давления P на нем и текущую скорость воздуха V.

2. Зная скорость потока V и диаметр воздуховода нахожу расход воздуха Q.

3. Из первых двух пунктов мы нашли перепад давления Р и расход воздуха Q. Подставляем эти значения в формулу сопротивления фильтра P=k*Q^2 и находим k = P/Q^2. Пусть к примеру k = 0,0005.

4. В результате мы получили график сопротивления фильтра P=0,0005*Q^2 (толщина угля 4 см) который можно построить и наложить на напорную характеристику вентилятора для поиска рабочей точки.

 

Все расчеты я засунул в файл Exel, о них чуть позже.

 

Немного практики.

У меня есть реальный фильтр, который я сделал около пяти лет назад. Его и будем тестить.

post-33528-0-36442600-1595017546_thumb.jpg

По реальным замерам сопротивление моего угольного фильтра, в связке с вентилятором Silent TD 250/100 на второй скорости в районе 40 Па.

post-33528-0-61606600-1595017661_thumb.jpg

 

Теперь можно сравнить реальный замер с расчетом. Открываем файл Exel. Я в него уже забил график напорной характеристики своего вентилятора.

Диаметр фланца моего фильтра 10 см, длина в районе 23 см - вводим эти данные в файл. Толщина угля 2,5 см, поэтому сморим на соответствующий график сопротивления фильтра.

 

По координатам получившейся рабочей точки я могу сказать, что расчетное сопротивление моего фильтра 45 Па.

post-33528-0-32331300-1595018140_thumb.png

 

Т.е. по расчетам сопротивление моего фильтра 45 Па, а на практике вышло 40 Па. Очень близко, поэтому я считаю, что мой расчет получился очень близок к реальности.

 

Про работу фильтра.

Я нашел сопротивление фильтра, отлично, но не будем забывать, что фильтр должен уничтожать запах. Работа фильтра зависит от качества угля, а это математически высчитать невозможно.

 

Что мы знаем из разных источников? Воздух должен контактировать с углем не менее 0,1 секунды. Проверим как долго контактирует воздух с углем в моем фильтре.

 

По координате рабочей точке я вычисли расход воздуха через свой фильтр - 190 кубов.

Введем этот расход воздуха и толщину угольного слоя 2,5 см в соответствующее поле (см картинку ниже), получаем время контакта с углем - 0,034 секунды.

post-33528-0-81761300-1595018593_thumb.png

 

Можно сделать вывод о том, что время контакта воздуха с углем очень маленькое, воздух не успевает полноценно очищаться.

 

Поэтому я подберу такие размеры фильтра, чтобы и расход воздуха был нормальный и время контакта воздуха с углем было не менее 0,1 секунды.

 

Выбираю толщину слоя угля 5 см, а длину фильтра 35 см. По координатам рабочей точки нахожу получившийся расход 190 кубов. Вычисляю время контакта с углем - 0,104 с

post-33528-0-75139600-1595019157_thumb.png

 

Т.е. если я буду переделывать фильтр, я сделаю его с толщиной угля 5 см и длиной 35 см. При этом расход воздуха на второй скорости вентилятора Silent TD250/100 у меня будет в районе 190 кубов.

 

Вот такой расчет.

 

Ответы на вопросы.

1. Можно сказать, что расчет верен только для моей фракции угля?

В принципе да, но фракция угля во всех гроушопах примерно одинаковая. Более того, в тестовом фильтре я специально использовал мелкую фракцию угля, которую я выковырял из противогазов.

Слева фильтр в моем рабочем фильтре, который куплен в магазине, справа уголь из противогазов. Надеюсь заметно, что он мельче. post-33528-0-98541000-1595019463_thumb.jpg

 

Как видно по реальным замерам, на расчет это особо не повлияло, хотя по расчету сопротивление должно быть 45 Па, а в реальности в районе 40 Па. Может быть все дело в этой мелкой фракции.

 

2. Не учитываю потери на предфильтре.

Да, не учитываю. Предлагаю делать фильтр с запасом.

 

3. Не учитываю потери в воздуховоде.

Не учитываю т.к. не было такой задачи, я замерял только фильтр. В теории это можно сделать, но если это кому-то нужно и если меня ооочень попросить.

 

4. Точность.

Я не спорю, что точность не идеальная и я не учитываю всякие завихрения, потери на фланце и так далее. Я не лаборатория, для наших целей то, что я даю в принципе достаточно.

 

На эту тему есть видео, с которым можно ознакомиться ниже, файл для скачивания - *.bmp переименовать в *.xlsm

Расчет_фильтр v1.07.bmp

post-33528-0-23189400-1595014269_thumb.png

post-33528-0-96662000-1595015157_thumb.png

post-33528-0-37327300-1595015553_thumb.png

post-33528-0-63667600-1595016053.gif

post-33528-0-04889700-1595016456_thumb.jpg

post-33528-0-46981600-1595016616_thumb.jpg

post-33528-0-94565500-1595016732_thumb.gif

post-33528-0-36442600-1595017546_thumb.jpg

post-33528-0-61606600-1595017661_thumb.jpg

post-33528-0-32331300-1595018140_thumb.png

post-33528-0-81761300-1595018593_thumb.png

post-33528-0-75139600-1595019157_thumb.png

post-33528-0-98541000-1595019463_thumb.jpg

Расчет_фильтр v1.07.bmp

  • Респект! 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Гость

очень интересно, бро.

но только непонятно , как верно установить схему?

кулер должен толкать воздух в уголь, или втягивать его?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

очень интересно, бро.

но только непонятно , как верно установить схему?

кулер должен толкать воздух в уголь, или втягивать его?

 

вытягивать

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Гость

зверь на ловца бежит....как говориться.....только задумался над самопальным фильтром и тут ты статью выложил....спасибо :hi2:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Красавчик  :hi2: , я то же больше верю цифрам, а не словам

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А что если будет толкать воздух в уголь?

 

Да в принципе ничего. 

Если брать классический цилиндрический фильтр, то толкая воздух внутрь ты используешь внутреннюю часть фильтра, она по площади меньше внешней (которая работает если ты вытягиваешь из фильтра) и соответственно фильтр быстрее забьется, ну если пыли много.

Плюс когда ты давишь на фильтр, то воздух всё равно через него мгновенно пройти не может, соответственно отразившись от угольного слоя воздух попрет обратно создавая всякие завихрения.. Если речь про стелс, то такая ситуация может наоборот способствовать распространению запахов т.к. воздух может пойти наружу через вентиляционные отверстия..

Изменено пользователем Doomnik

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Гость

вытягивать

 

возможно так, но если есть запас угля и мощный канальник, то в принципе без разницы как ставить.

у меня толкает, запахов нет, плюс воздуховод забирает горячий воздух сверху прямо от ламп.

post-60818-0-43373500-1595267951_thumb.jpg

post-60818-0-43373500-1595267951_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

возможно так, но если есть запас угля и мощный канальник, то в принципе без разницы как ставить.

у меня толкает, запахов нет, плюс воздуховод забирает горячий воздух сверху прямо от ламп.

 

Вентилятору все равно нагнетать или вытягивать. На твой вопрос нельзя ответить категорично: вытягивать-можно, нагнетать-нельзя. Можно ли не зашнуровывать обувь и ходить? Ну можно, но лучше шнуровать...Также и здесь, классическая схема подключения фильтра - на вытяг со всеми вытекающими достоинствами, хочешь в него нагнетать и по-другому ты не можешь - нагнетай, с некоторыми вытекающими минусами. И хорошо, что ты этих минусов не чувствуешь :)

Изменено пользователем Doomnik

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Гость

Вентилятору все равно нагнетать или вытягивать. На твой вопрос нельзя ответить категорично: вытягивать-можно, нагнетать-нельзя. Можно ли не зашнуровывать обувь и ходить? Ну можно, но лучше шнуровать...Также и здесь, классическая схема подключения фильтра - на вытяг со всеми вытекающими достоинствами, хочешь в него нагнетать и по-другому ты не можешь - нагнетай, с некоторыми вытекающими минусами. И хорошо, что ты этих минусов не чувствуешь :)

 

спасибо за разъяснения, бро

:hi2:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

Думник, скажи пожалуйста, какие современные Борды или диоды, кроме 3 ваттных, я могу подключить к 600 милиамперным драйверам???Просто у меня их куча валяется, не знаю, что с ними делать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вот бы еще расчитать фильтр для Noctua 12 nf-f   )   для минимальной приемлемой громкости.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 20/07/2020 в 20:00, xose сказал:

, то в принципе без разницы

Разница в площади всасывания. Внутренняя  как минимум вдвое меньше внешней и забивается в два раза быстрее. И префильтр не постирать из-за его отсутствия

Изменено пользователем Иорген

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Обновил файл расчета, там если что справка есть с примером расчета. 
Добавил возможность учитывать сопротивление воздуховода. 

https://yadi.sk/d/SpkwoH6038YtWg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

поставил филтр после вента на выдув. так мне кажется лучше, никакая углинка не вылетит и не повредит механизм вента. уголь хорошего качества есть уже даже в далеких ебенях, с пылью давно не сталкивался. по поводу расчетов: пытался осилить но не смог. по итогам испытаний пришел к выводу что когда фильтрованый воздух отходит от внешней поверхности фильтра, если напор слишком сильный (как минимальная сорость дешевого фена. прям с напорчиком) то фильтрует не очень. воздух должен отходить с напором как на очки когда дышат. слегка чувствуется рукой. тогда максимальная эффективность фильтра, но низкая эффективность в плане охлаждения. для фильтра 70 см толщиной 1-2 см половинчатой мощности 250ъ100 сайлента кажется даже многовато, а регулятора нет. а фильтрует примерно 1,5х2х2. метровый был бы ок с такими вводными. подумываю еще поэкспирементировать сделать один вент послабже на фильтр и второй помощнее на днатище огнедышащее. на вдув всегда хватало пассивных дырок. регулирую дырки чтобы закрытая дверь сама чутка напором держалась. тогда точно нигде ниоткуда не произойдет утечки, во все щели тихонько втягивает

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 08/04/2021 в 20:47, Doomnik сказал:

Обновил файл расчета, там если что справка есть с примером расчета. 
Добавил возможность учитывать сопротивление воздуховода. 

https://yadi.sk/d/SpkwoH6038YtWg

здесь кстати была ошибка в расчете объема угля. 
новая ссылка https://disk.yandex.ru/i/RzA8EIIgRaa09Q
 

47 минут назад, sometimessmoker сказал:

по поводу расчетов: пытался осилить но не смог.

а что ты считаешь? самодельный фильтр? у тебя вентилятор td 250/100 silent?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 01/02/2022 в 20:21, Doomnik сказал:


 

а что ты считаешь? самодельный фильтр? у тебя вентилятор td 250/100 silent?

 

дп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 03/02/2022 в 00:50, sometimessmoker сказал:

дп

при диаметре фланца 10 см и толщине угля 4 см длина фильтра от 50 см и выше. 
 

  • Респект! 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
В 06/02/2022 в 16:11, Doomnik сказал:

при диаметре фланца 10 см и толщине угля 4 см длина фильтра от 50 см и выше. 

сходится:cool3:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Братва привет, с праздником Всех!!! 

Изменено пользователем petaleks

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Создать...

Успех! Новость принята на премодерацию. Совсем скоро ищите в ленте новостей!