Plissierter Filter

Auslegung plissierter Filter

Plissierter Filter
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Ein plissierter Filter besteht aus einem in Falten gelegten Filtermedium

Die Kenngrößen eines plissierten Filters

Ein plissierter Filter besteht aus einem in Falten gelegten Filtermedium, um möglichst viel Filteroberfläche auf engem Raum nutzen zu können. Die Funktion eines plissierten Filters wird durch die drei folgenden Kenngrößen beschrieben:

  • Druckabfall: entspricht der zum Betrieb des Filters benötigten Energie.
  • Filtereffizienz: Wahrscheinlichkeit, dass ein Partikel einer bestimmten Größe gefiltert wird.
  • Standzeit: Zeitraum nach dem der Filter gewechselt werden muss.
     

Zusammenhang zwischen Permeabilität, Geometrie und Kenngrößen

Ziel der Simulation ist die Herstellung des Zusammenhangs zwischen der Permeabilität des Filtermediums, der Geometrie der Kanäle und den drei oben genannten Kenngrößen. Dazu wird ein dreidimensionales geometrisches Modell einer einzelnen Falte erstellt und ein Rechengitter angelegt. In diesem wird eine Strömungssimulation durchgeführt, wodurch nun der Druckabfall bestimmt ist.

Des Weiteren werden Schmutzpartikel auf die Strömung aufgegeben und ihre Wege durch das Modell verfolgt. Jetzt kann für jede Partikelgröße bestimmt werden, welcher Anteil mit welcher Wahrscheinlichkeit an welchem Punkt des Filtermediums auftritt.

 

Druck und Geschwindigkeit
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Druck und Geschwindigkeit

Simulationsbeispiel

Die zwei Bilder links oben zeigen den Druck und die Geschwindigkeit entlang eines Schnittes durch eine Falte mit konstanter Permeabilität. Diese ist aber im zweiten Bild im Knick der Falte unten niedriger. Der Druck fällt über das Filtermedium und entlang der Falte im Einströmkanal von unten nach oben ab. Am breiteren Ausströmkanal entsteht kein Druckabfall.

Wie erwartet, ist der Druckabfall im ersten Bild höher als im zweiten. Die zwei Diagramme unten zeigen die Abscheidepositionen von je 20.000 Partikeln an den oben beschriebenen Falten. Dabei ist beim zweiten Diagramm eine deutlich niedrigere Abscheidung in den vorderen Zonen zu sehen. Durch die niedrige Permeabilität im Knick der zweiten Falte trägt die Strömung die Partikel weiter in die Falte hinein als bei einer gleichmäßigen Permeabilität.

Abscheidepositionen
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Abscheidepositionen

PleatGeo und PleatDict

In Zukunft werden diese Simulationen auf die Möglichkeit der Vorhersage der zeitabhängigen Filtereffizienz und letztlich der Filterstandzeit erweitert werden. Diese Simulationen werden dann als PleatGeo und PleatDict Module zur GeoDict Software verfügbar gemacht.

GeoDict
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GeoDict