Durchfluss, Druckverlust und Oberfläche bei Sinterfiltern

Die Durchflusskurven im Katalog sind irreführend.

Nicht immer in böser Absicht – aber sie lügen durch Auslassung, denn die übersichtliche kleine Zeile in einer PDF-Datei des Lieferanten geht in der Regel von sauberer Flüssigkeit, stabiler Viskosität, Standardtemperatur, einem einzigen Testgas oder einer einzigen Testflüssigkeit, einem neuen Filterelement, einer bestimmten Porengröße und keiner Schmutzablagerung innerhalb der ersten Betriebsstunde aus. Praktisch, nicht wahr?

Ich habe beobachtet, wie Ingenieure Gehäuse anhand eines einzigen “Nenn-Durchflusswerts” dimensionieren.

Schlechter Schachzug.

Der Druckabfall bei Sinterfiltern ist keine feste Eigenschaft wie die Länge oder die Gewindegröße. Es handelt sich um einen variablen Verlust, den der Filter verursacht, wenn die Flüssigkeit versucht, sich durch eine poröse Struktur zu drücken. Erhöht man die Durchflussrate, steigt der Druckabfall. Verringert man die Oberfläche, steigt der Druckabfall. Erhöht man die Viskosität, steigt der Druckabfall. Belädt man die Poren mit Partikeln, steigt der Druckabfall erneut – manchmal langsam, manchmal wie ein schlechter Aktienchart.

Und hier ist die bittere Wahrheit: Die meisten Fehler bei der Filterauslegung sind nicht auf schlechte Filter zurückzuführen. Sie entstehen durch voreilige Annahmen.

Wenn Sie verschiedene Medienoptionen vergleichen möchten, lesen Sie diesen Artikel zusammen mit unserem internen Leitfaden zu Filterpatronen aus SintermetallFilterpatronen aus gesintertem KunststoffMaßgeschneiderte SinterfilterkonstruktionAuswahl des gesinterten Filtermaterials, und Dimensionierung von Sedimentfilterpatronen. Der Druckabfall ist keine Nebensache. Er bestimmt die Pumpenbelastung, die Dimensionierung des Kompressors, die Anzahl der Filterpatronen, die Reinigungshäufigkeit und manchmal auch, ob sich das gesamte System wie ein technisches System oder eher wie ein Aberglaube verhält.

Das Grundprinzip: Der Fluss ist nicht kostenlos

Fang mit Darcy an.

Eine alte Gleichung. Immer noch nützlich.

In den Lehrunterlagen der Columbia University wird das Darcy-Gesetz so beschrieben, dass die Abflussrate proportional zum hydraulischen Gefälle und zur hydraulischen Leitfähigkeit ist: Erklärung zu Darcys Gesetz an der Columbia University. Auch die USGS betrachtet das Darcy-Gesetz als Grundlage für die stationäre Strömung durch poröse Medien: Text der USGS zur Grundwasserströmung.

Bei Sinterfiltern lässt sich das Prinzip vereinfacht wie folgt darstellen:

Der Durchfluss steigt, wenn die Oberfläche und die Durchlässigkeit zunehmen.

Der Druckabfall steigt, wenn die Viskosität, die Strömungsgeschwindigkeit, die Schichtdicke, die Verschmutzung oder die Durchflussverengung zunehmen.

Das klingt logisch. Ist es aber nicht.

Denn ein echter Sinterfilter ist kein ordentliches Bündel gerader Löcher. Er ist ein gewundenes Porennetzwerk. Pulverpartikel, Halswachstum, Porenengstellen, Hohlraumvolumen, Partikelgrößenverteilung, Verdichtung und Sintertemperatur prägen den Weg. Die Flüssigkeit marschiert nicht einfach hindurch. Sie bahnt sich ihren Weg.

Manchmal langsam.

Oft wütend.

Eine grobe Beziehung nach Darcy für die Strömung von Flüssigkeiten durch poröse Medien lautet:

ΔP ≈ μ × L × v / k

Wo:

ΔP = Druckabfall μ = dynamische Viskosität L = Dicke des Filtermediums v = Oberflächengeschwindigkeit k = Durchlässigkeit

Die Oberfläche hängt von der Strömungsgeschwindigkeit ab. Wenn derselbe Durchfluss durch eine kleinere offene Filterfläche geleitet wird, steigt die Strömungsgeschwindigkeit. Dadurch steigt auch der Druckabfall. Der Filter ist nicht “schlechter” geworden. Die Dimensionierung ist schlechter geworden.

Durchfluss, Druckverlust und Oberfläche bei Sinterfiltern

Oberfläche: der kostengünstigste Druckminderer

Möchten Sie einen geringeren Druckabfall im Sinterfilter?

Fläche hinzufügen.

Diese Antwort klingt zu einfach, deshalb ignorieren die Leute sie. Sie fangen an, über die Mikron-Einstufung, die Legierung, die Faltengeometrie, die Pulverqualität und die Pumpenkurve zu diskutieren, bevor sie fragen, ob das Filterelement über eine ausreichende effektive Oberfläche für den tatsächlichen Durchfluss, die Viskosität und die Feststoffbelastung verfügt.

Doch die Oberfläche ist der stille Hebel.

Eine 10-Zoll-Filterpatrone und eine 20-Zoll-Filterpatrone mit derselben Filtermedienqualität verhalten sich nicht gleich. Ein gefaltetes Sinterelement bietet mehr nutzbare Filterfläche als ein glatter Zylinder. Mehrere parallel geschaltete Filterpatronen verringern die Anströmgeschwindigkeit. Ein größerer Durchmesser senkt die Geschwindigkeit ebenfalls. Eine geringere Geschwindigkeit bedeutet in der Regel einen geringeren Druckabfall im sauberen Zustand und eine langsamere Anreicherung des Schmutzkuchens.

Normalerweise.

Hier ist der Haken: “Oberfläche” auf einer Katalogseite kann sich auf die geometrische Fläche beziehen, nicht auf die effektive Durchflussfläche. Totzonen, verstopfte Endabschnitte, Schweißnähte, Stützkonstruktionen und eine schlechte Gehäusekonstruktion können Fläche wegnehmen. Ich habe Gehäuse gesehen, bei denen das Filterelement großzügig dimensioniert wirkte, der Zulauf aber wie aus einem Feuerwehrschlauch auf eine Seite der Kartusche prallte. Die lokale Belastung führte zu einem vorzeitigen Ausfall des Filters.

Nicht besonders elegant.

Sehr häufig.

Für OEM-Ingenieure, die sich mit der Dimensionierung poröser Metallfilter befassen, würde ich eine konservative Flächenberechnung mit einer Sicherheitsmarge für den verschmutzten Durchfluss einer gewagten Auslegung vorziehen, die auf einer sauberen Laborkurve basiert.

Durchflussmenge: Der Nenn-Durchfluss entspricht nicht dem Prozessdurchfluss

Ein Lieferant gibt an, dass der Filter eine Durchflussrate von 100 l/min hat.

Okay. Mit welcher Flüssigkeit?

Wasser bei 20 °C? Luft unter Standardbedingungen? Stickstoff? Hydrauliköl mit 46 cSt? Lösungsmittel? Glykol? Heißes Polymer? Dampfkondensat mit Rostpartikeln?

An dieser Stelle wird es bei den Angaben im Katalog langsam heikel.

Der Durchfluss in einem Sinterfilter hängt von der Art des Mediums, der Viskosität, der Dichte, der Temperatur, dem Druck, der Kompressibilität des Gases, der Partikelbeladung und dem zulässigen Druckabfall ab. Bei Gasen sind „Standardliter pro Minute“ und „tatsächliche Liter pro Minute“ nicht dasselbe. Bei Flüssigkeiten können Viskositätsänderungen eine Konstruktion zunichte machen, die bei Wassertests noch einwandfrei aussah.

Ein kleines Beispiel.

Wasser bei 20 °C hat eine dynamische Viskosität von etwa 1 mPa·s. Ein Prozessöl kann 20-, 50- oder 100-mal viskoser sein. Wenn Sie die Dimensionierung anhand von Wasserdaten vornehmen und Öl durch dasselbe Sintermedium leiten, sollten Sie sich nicht wundern, wenn der Druckabfall ansteigt.

Ich habe schon erlebt, dass Leute dem Filter die Schuld gegeben haben.

Die Mathematik war schuld.

Druckabfall: ΔP (sauber), ΔP (verschmutzt), ΔP (am Anschluss)

Der Druckabfall erfolgt stufenweise.

Der Druckabfall im sauberen Zustand ist der anfängliche Druckverlust an einem neuen oder vollständig gereinigten Filterelement. Der Druckabfall im verschmutzten Zustand entsteht, wenn sich Partikel im Oberflächenkuchen und im Porennetzwerk ansammeln. Der Enddruckabfall ist der Punkt, an dem das System sagt: “Es reicht.” Das können 1 bar, 2 bar, 5 psi, 15 psi oder jeder andere Wert sein, den die Pumpe, der Kompressor, das Gehäuse, die Dichtungskonstruktion oder der Prozess tolerieren kann.

In Mott’s Abhandlung über poröse Metallraffineriepapiere wird der Filtrationsvorgang als konstanter Durchfluss mit steigendem Druckabfall bis zum Erreichen des Enddruckabfalls beschrieben: Poröse Metallfiltersysteme von Mott für die Erdölraffination. Diese Aussage ist wichtig, da viele industrielle Systeme nicht mit einem Solldruck, sondern mit einem Soll-Durchfluss betrieben werden. Das System erhöht den Druck so lange, bis der Filter verstopft ist oder der Bediener eingreift.

Die harte Wahrheit: Wenn Ihr zulässiger ΔP-Bereich eng ist, muss die Anzahl der Kartuschen erhöht werden.

Es gibt keine Wunderlösung, um einen zu kleinen Bereich zu beheben.

Und verwechseln Sie einen hohen Kollapsdruck nicht mit einem geringen Druckabfall. Eine robuste Kartusche aus gesintertem Edelstahl mag zwar hohen Differenzdruck aushalten, aber das bedeutet nicht, dass Ihre Pumpe jede Stunde diese Energiekosten tragen will.

Durchfluss, Druckverlust und Oberfläche bei Sinterfiltern

Der Begriff „Porosität“ wird zu häufig verwendet.

Die Durchlässigkeit wird nicht ausreichend überprüft.

LibreTexts definiert die Porosität als das Verhältnis des Hohlraums zum Gesamtvolumen des Materials: LibreTexts 2024 – Darcy-Gesetz und Erklärung der Porosität. Das ist zwar nützlich, aber die Porosität allein sagt noch nicht alles über den Druckabfall aus.

Zwei Filter können beide die Porosität 40% aufweisen und sich dennoch unterschiedlich verhalten.

Warum?

Porengröße. Windungsreichheit. Porenvernetzung. Pulvermorphologie. Sinterhälse. Mediendicke. Oberflächenbeschaffenheit. Verdichtung. Verschmutzungsverteilung. Ein Filter kann große, gut vernetzte Durchgänge aufweisen. Ein anderer kann viele Hohlräume haben, die kaum zum Durchfluss beitragen.

In der Anleitung zu porösem Metall von Spintek wird es klar und deutlich formuliert: Die Durchlässigkeit ist ein Maß für den Druckabfall bei einem gegebenen Durchfluss pro Flächeneinheit, und die Zusammenhänge zwischen Porosität und Durchlässigkeit werden durch die Pulvergröße und das Formverfahren beeinflusst: Leitfaden zur Konstruktion poröser Metalle.

Deshalb sollte Sie “hohe Porosität” an sich nicht beeindrucken.

Fragen Sie nach der Durchlässigkeit.

Fragen Sie nach dem reinen ΔP bei Ihrem Durchfluss.

Fragen Sie nach Testflüssigkeit.

Fragen Sie nach der Materialstärke.

Fragen Sie nach der tatsächlichen Geometrie der Patrone.

Berechnung des Druckabfalls bei Sinterfiltern

Nutze Berechnungen, um unsinnige Konstruktionen zu vermeiden. Verwende sie nicht als Prophezeiung.

Das Dokument der US-amerikanischen NRC zum Druckabfall in porösen Medien enthält eine Darcy-Gleichung für viskose Strömungen, Δp = μVL/K, und verweist zudem auf Ergun-artige Zusammenhänge für poröse Medien: Berechnung des Druckabfalls in porösen Medien nach NRC. Bei Sinterfiltern ist das Darcy-Verhalten bei niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten oft ein guter Ausgangspunkt, während Trägheitseffekte bei höheren Durchflussraten eine Rolle spielen können, insbesondere bei Gasen oder groben Filtermedien.

Ein praktischer ingenieurwissenschaftlicher Ablauf:

  1. Legen Sie den erforderlichen Durchfluss fest.
  2. Bestimmen Sie die Viskosität der Flüssigkeit bei Betriebstemperatur.
  3. Definieren Sie den zulässigen reinen Druckunterschied (ΔP) und den Enddruckunterschied (ΔP).
  4. Wählen Sie die Mikron-Filterfeinheit anhand der gewünschten Partikelgröße aus – und verlassen Sie sich nicht auf Vermutungen.
  5. Schätzen Sie die benötigte Medienfläche.
  6. Überprüfen Sie die Clean-Flow-Daten des Lieferanten unter Verwendung derselben oder korrigierter Flüssigkeitsbedingungen.
  7. Fouling-Sicherheitsmarge hinzufügen.
  8. Überprüfen Sie die Kennlinie der Pumpe oder des Kompressors.
  9. Führen Sie den Test mit echtem Medium durch, wenn ein Ausfall hohe Kosten verursachen würde.

Überspringen Sie Schritt 9 nur, wenn Ausfallzeiten kostengünstig sind.

Das ist normalerweise nicht der Fall.

Bei Flüssigkeiten hängt der Druckabfall in der Regel stark von der Viskosität ab. Bei Gasen können Dichte, Kompressibilität, Druckbasis sowie der Unterschied zwischen Nenn- und Ist-Durchfluss die Dimensionierung erschweren. Bei verschmutzten Medien kann die Partikelbelastung nach der Inbetriebnahme den entscheidenden Faktor darstellen.

An dieser Stelle verlieren die Kurven aus dem Katalog ihre Aussagekraft, und die vom Piloten gesammelten Daten machen sich erst richtig bezahlt.

Die Falle der Oberfläche bei der Kartuschenanzahl

OEM-Ingenieure schätzen kompakte Gehäuse.

Ich verstehe das. Platz ist teuer. Gehäuse aus Edelstahl sind teuer. Zusätzliche Kartuschen verursachen Mehrkosten, erfordern Dichtungen, Lagerhaltung und Montagezeit. Aber zu kleine Gehäuse verursachen andere Kosten: Druckabfall, Energieverbrauch, kurze Lebensdauer, instabiler Durchfluss und verärgerte Wartungsteams.

Eine einzelne Kartusche könnte technisch gesehen den erforderlichen Reinheitsgrad erfüllen.

Kaum.

Dann setzt der Prozess ein. Feststoffe gelangen in das System. Die Viskosität verändert sich. Die Temperatur sinkt. Der Differenzdruck steigt. Die Pumpe muss stärker arbeiten. Das Bypassventil wird dafür verantwortlich gemacht. Jemand schlägt einen “besseren Filter” vor. Die Beschaffungsabteilung macht sich auf die Suche.

Nein.

Du hast mehr Platz gebraucht.

Meiner Erfahrung nach beginnen die besten Gespräche zur Dimensionierung mit dem angestrebten sauberen ΔP und der Strategie zur Schmutzaufnahme – und nicht nur mit der nominalen Mikron-Einstufung. Wenn der Filter den Durchfluss 30 Tage lang aufrechterhalten muss, wählen Sie die Größe für 30 Tage. Wenn er die Startimpulse des Kompressors überstehen muss, wählen Sie die Größe für diese Impulse. Wenn er mit klebrigen Partikeln in Berührung kommt, tun Sie nicht so, als würde er sich wie sauberes Wasser verhalten.

Der Filter weiß es.

Durchfluss, Druckverlust und Oberfläche bei Sinterfiltern

Vergleichstabelle: Was den Druckabfall wirklich beeinflusst

VariableWas passiert, wenn er steigt?Auswirkungen auf den Druckabfall im SinterfilterTechnischer Hinweis
DurchflussmengeMehr Flüssigkeit wird durch denselben Querschnitt gedrücktDer Druckabfall steigt – bei höheren Geschwindigkeiten oft stark anDer Nennvolumenstrom ohne ΔP ist nahezu nutzlos
Viskosität der FlüssigkeitFlüssigkeit bietet der Bewegung mehr WiderstandDer Druckabfall steigt stark anWassertestdaten können bei Öl- oder Glykolsystemen zu Fehlinterpretationen führen
FilterflächeDerselbe Strom breitet sich über ein größeres Gebiet ausDer Druckabfall nimmt in der Regel abVerwenden Sie die effektive Fläche, nicht die in der Broschüre angegebene Fläche
MedienstärkeDer Strömungsweg wird längerDer Druckabfall steigtDickflüssige Medien können zwar die Festigkeit verbessern, verursachen jedoch Kosten in Höhe von ΔP
DurchlässigkeitDas Porennetzwerk erleichtert den DurchflussDer Druckabfall sinktFragen Sie nach den Testbedingungen und nicht nur nach “hoher Durchlässigkeit”
PorositätEin größeres Hohlraumvolumen könnte den Durchfluss verbessernHängt von der Porenvernetzung abEine hohe Porosität garantiert kein niedriges ΔP
SchmutzbeladungAblagerungen durch Kuchen und verstopfte PorenDer Druckabfall nimmt mit der Zeit zuDer Anschluss ΔP bestimmt die Lebensdauer
TemperaturVerändert die Viskosität und die GasdichteKann ΔP erhöhen oder verringernGröße bei der ungünstigsten Betriebstemperatur
Anzahl der PatronenWeitere Elemente sind in den Ablauf eingebundenDruckabfall pro ElementParallelimporte sind oft günstiger als der Kauf bei der offiziellen Vertriebsstelle.

Ein Beispiel für die Dimensionierung, das Ingenieure tatsächlich nachvollziehen können

Angenommen, Sie benötigen einen Durchfluss von 120 l/min durch eine Filterpatronenbank aus gesintertem Edelstahl.

Die Testkurve für sauberes Wasser besagt, dass eine Kartusche 120 l/min bei einem akzeptablen ΔP bewältigen kann. Schön. Aber Ihre tatsächliche Flüssigkeit hat beim Anfahren eine Viskosität von 8 cP, nicht wie Wasser mit 1 cP. Ihre Partikelbelastung ist mäßig. Ihr Enddruckabfall ist begrenzt, da die vorgeschaltete Pumpe keine zusätzliche Leistungsreserve hat. Außerdem wünscht sich der Betrieb einen Wartungsintervall von 4 Wochen.

Eine Patrone ist noch kein Design.

Das ist ein Wunsch.

Ein sicherer Ansatz könnte darin bestehen, drei oder vier Kartuschen parallel zu schalten, wodurch die Durchflussgeschwindigkeit durch jedes Element gesenkt, der Reinigungsdruckabfall (ΔP) verringert, die Kuchenbildung verlangsamt und dem System ein Spielraum verschafft wird, falls die Viskosität ansteigt oder sich Partikel ungleichmäßig ansammeln. Ja, das Gehäuse kostet mehr. Aber das kleinere Gehäuse war nur vor der ersten Abschaltung günstiger.

Ich weiß. Die Beschaffungsabteilung hasst diesen Satz.

Der operative Bereich versteht das sofort.

Wo Ingenieure auf den Leim gehen

Der erste Fehler besteht darin, den nominalen Mikronwert so zu verwenden, als würde er den Druckabfall vorhersagen.

Das tut es nicht.

Ein 10-µm-Sinterpulverfilter und ein 10-µm-Sintergewebefilter können sich unterschiedlich verhalten. Ein 5-µm-poröses Metallrohr und ein 5-µm-gefaltetes Sinterfaserelement können eine sehr unterschiedliche Oberfläche und Durchlässigkeit aufweisen. Gleiche Nennleistung. Unterschiedliches hydraulisches Verhalten.

Zweiter Fehler: Die Viskosität wird außer Acht gelassen.

Drittens: Die Behandlung des Gasstroms so, als seien Standardstrom und tatsächlicher Strom austauschbar.

Viertens: Schmutz vergessen.

Eine saubere Elementkurve ist eine Geburtsurkunde, keine Lebensgeschichte. Die eigentliche Geschichte beginnt erst, wenn Feststoffe, Ölnebel, Rost, Katalysatorrückstände, Polymerpartikel oder Ablagerungen in das Medium gelangen.

Fünftens: Sich auf die “maximale Durchflussrate” verlassen.”

Maximalwert – laut wem? Bei welchem ΔP? Für wie lange? Mit welchem Medium? Bei welcher Temperatur? Im sauberen oder beladenen Zustand? Horizontales oder vertikales Gehäuse? Von innen nach außen oder von außen nach innen? Mit welchem Stützrohr?

Stellt man diese Fragen, wird es im Raum stiller.

Gut.

Durchfluss, Druckverlust und Oberfläche bei Sinterfiltern

Häufig gestellte Fragen

Was verursacht einen Druckabfall in Sinterfiltern?

Der Druckabfall in Sinterfiltern wird durch den Strömungswiderstand im porösen Filtermedium verursacht, der unter anderem von der Viskosität, der Strömungsgeschwindigkeit, der Dicke des Filtermediums, der Durchlässigkeit, der Porenstruktur, der Oberfläche und der Schmutzbeladung abhängt, die während des Betriebs die Porenkanäle verstopft oder eine Filterkuchenschicht bildet.

Im Fachjargon aus der Praxis bedeutet das: Der Filter verbraucht Energie, um die Flüssigkeit durch winzige, miteinander verbundene Kanäle zu drücken. Ein höherer Durchfluss, dickflüssigere Medien, eine höhere Viskosität, eine geringere Durchlässigkeit oder eine kleinere Durchflussfläche bedeuten höhere Kosten.

Wie berechnet man den Druckabfall bei Sinterfiltern?

Der Druckabfall in Sinterfiltern wird üblicherweise anhand von Darcy-ähnlichen Gleichungen für poröse Medien geschätzt, bei denen ΔP von der Viskosität, der Mediendicke, der Oberflächengeschwindigkeit und der Durchlässigkeit abhängt, und anschließend anhand der tatsächlichen Testdaten des Herstellers, der Verschmutzungsreserve sowie der Betriebsbedingungen für Gas oder Flüssigkeit korrigiert.

Nutzen Sie die Berechnung als Screening-Instrument. Bei teuren Anlagen sollten Sie die Ergebnisse anhand der tatsächlichen Flüssigkeit, der tatsächlichen Temperatur, der tatsächlichen Kartuschengeometrie und einer realistischen Partikelbelastung überprüfen.

Wie wirkt sich die Durchflussrate auf den Druckabfall im Sinterfilter aus?

Der Durchfluss beeinflusst den Druckabfall im Sinterfilter, indem er die Strömungsgeschwindigkeit durch das vorhandene Porennetz erhöht; wenn bei gleicher Filterfläche eine größere Durchflussmenge durch den Filter geleitet wird, steigt der Widerstand, und das System benötigt einen höheren Vordruck, um den Soll-Durchfluss aufrechtzuerhalten.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten kann die Abhängigkeit nahezu linear erscheinen. Bei höheren Geschwindigkeiten, insbesondere bei Gasen oder grobkörnigen Medien, können Trägheitseffekte die Kurve steiler machen.

Wie wirkt sich die Oberfläche auf den Druckabfall in Sinterfiltern aus?

Die Oberfläche beeinflusst den Druckabfall in Sinterfiltern, indem sie den gleichen Durchfluss auf eine größere Filterfläche verteilt, wodurch die Oberflächengeschwindigkeit in jedem Porenbereich verringert wird. Dies führt in der Regel zu einem geringeren Druckabfall im sauberen Zustand, verlangsamt die Verschmutzung und verlängert die Nutzungsdauer.

Deshalb lassen sich Probleme mit dem Druckabfall oft besser durch längere Filterpatronen, größere Durchmesser, plissierte Strukturen oder mehrere parallel geschaltete Filterpatronen lösen, als durch die Suche nach einer „Wunder-Filtermedienqualität“.

Was versteht man unter der Durchlässigkeit eines Sinterfilters?

Die Durchlässigkeit eines Sinterfilters ist ein Maß dafür, wie leicht eine Flüssigkeit bei einem bestimmten Druckabfall, einer bestimmten Durchflussrate, einer bestimmten Mediendicke und einer bestimmten Oberfläche durch die poröse Struktur fließt; sie spiegelt dabei die Porengröße, die Porenvernetzung, die Windungsreichheit und das Herstellungsverfahren wider.

Eine hohe Porosität bedeutet nicht immer eine hohe Durchlässigkeit. Verbundene Porenwege sind wichtiger als leeres Volumen, das nicht zum Durchfluss beiträgt.

Was ist der Unterschied zwischen Porosität und Durchlässigkeit?

Die Porosität ist der prozentuale Anteil des Hohlraums innerhalb eines gesinterten Filtermaterials, während die Durchlässigkeit beschreibt, wie leicht eine Flüssigkeit unter Druck tatsächlich durch diese miteinander verbundenen Poren fließen kann, weshalb die Durchlässigkeit für die Vorhersage des Druckabfalls und der Durchflussleistung aussagekräftiger ist.

Zwei Medien können zwar dieselbe Porosität aufweisen, dennoch unterschiedliche Druckverluste zeigen, da sich Porenverengungen, Windungsreichheit, Verdichtung und Sinterbedingungen unterscheiden.

Wie bestimme ich die Größe eines porösen Metallfilters?

Zur Dimensionierung eines porösen Metallfilters müssen Sie zunächst den erforderlichen Durchfluss, die Viskosität der Flüssigkeit, die Betriebstemperatur, den zulässigen Anfangs- und Enddruckabfall, die Partikelbelastung, die Mikron-Einstufung, die Kartuschengeometrie und die effektive Oberfläche festlegen, bevor Sie die Filtermedienqualität und die Anzahl der Kartuschen auswählen.

Legen Sie die Größe nicht allein anhand des Nennvolumenstroms fest. Nutzen Sie Durchflusskurven, Korrekturfaktoren, eine Verschmutzungsreserve und Pilotversuche, wenn das Risiko einer Abschaltung hohe Kosten verursacht.

Warum steigt der Druckabfall während des Betriebs an?

Der Druckabfall nimmt während des Betriebs zu, da sich Partikel, Gele, Rost, Katalysatorstaub, Kalkablagerungen, Ölnebel oder biologisches Material auf der Filteroberfläche und in den Porenkanälen ansammeln, wodurch die offenen Strömungswege verengt werden und das System mehr Leistung aufbringen muss, um den Durchfluss aufrechtzuerhalten.

Ein steigender Differenzdruck ist nicht nur ein Wartungswert. Er ist ein Hinweis des Filters darauf, wie schnell seine nutzbare Porenstruktur verschwindet.

Kann eine größere Oberfläche die Belastung der Pumpe oder des Kompressors verringern?

Eine größere Oberfläche kann die Belastung von Pumpen oder Kompressoren verringern, da sie die Strömungsgeschwindigkeit durch das Filtermedium senkt, den Druckabfall im sauberen Zustand reduziert, die Bildung von Schmutzablagerungen verlangsamt und dazu beiträgt, dass das System über längere Betriebszeiten hinweg vom Enddifferenzdruck ferngehalten wird.

Mehr Fläche kostet im Voraus Geld. Eine zu kleine Fläche verursacht stündliche Kosten durch Energieverbrauch, kurze Lebensdauer und Ausfallzeiten.

Leitfaden zur Beschaffung

Teilen Sie uns die gewünschte Durchflussrate, die Art des Mediums, die Viskosität, die Betriebstemperatur, den zulässigen sauberen Druckunterschied (ΔP), den Enddruckunterschied (ΔP), die Mikron-Filterfeinheit, die Partikelbelastung und die Gehäuseabmessungen mit. Wir helfen Ihnen dabei, die Oberfläche der Sinterfilter, die Anzahl der Filterpatronen und die Filtermedienqualität richtig zu dimensionieren, bevor die Pumpenkurve – und das Wartungsteam – Grund zur Beschwerde geben.

Denn der Druckabfall ist nicht nur eine Zahl.

Das System sagt die Wahrheit.

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