فیلتراسیون در هیدرولیک و تکنولوژی آن

ظرفیت فیلتر هیدرولیک:

فیلتراسیون، دبی جریان عبوری از فیلتر به افت فشار سیال (اختلاف فشار) آن در سیستم هیدرولیک بستگی دارد. در صافی‌های مسطح میزان عبور حدود 30٪ است، و در مقایسه با صافی‌های استوانه‌ای،‌ افت فشار بسیار کمتری در سیستم ایجاد می‌کند. با کثیف شدن فیلتر نیز افت فشار افزایش می‌یابد. معمولاً همراه با فیلترهای از شیرهای میان‌بر یا By-Pass استفاده می‌شود بطوری که با رسیدن افت فشار، فیلترهای هیدرولیک، به یک حد مشخص و از پیش تعیین شده در سیستم، شیر باز شده و جریان سیال را از مسیر فرعی موجود در سیستم عبور می‌دهد.

در اکثر فیلترهای هیدرولیک، نشانگرهای چشمی یا الکتریکی، پر شدن صافی را در سیستم نمایش می‌دهد. باید سعی شود قبل از عمل کردن شیر میان‌بر و ورود جریان سیال آلوده به سیستم، به نشانگر استفاده شده در سیستم توجه کرد، و صافی مربوط به سیال را تمیز یا تعویض کرد. ظرفیت آلودگی هر فیلتر هیدرولیک به اندازه و افت فشار مجاز آن بستگی دارد. هرچه سیال و محیط آلوده‌تر باشد، عمر فیلتر کمتر می شود.

نرخ فیلتراسیون اسمی در سیستم هیدرولیک:

اگرچه این نرخ براساس استاندارد‌های دفاعی آمریکا و از مشخصه‌های مطلق فیلتراسیون برگرفته شده؛ ولی نرخ دلخواهی است بر حسب میکرومتر که از طرف سازنده فیلتر ارائه می‌شود، و در محاسبات دقیق مهندسی در سیستم ارزش چندانی ندارد، و قابل استفاده در طراحی و محاسبات ساخت سیستم هیدرولیک نیست.

نرخ فیلتراسیون مطلق در سیستم های هیدرولیک:

این نرخ، براساس حداقل قطر ذره‌ای کروی شکل در سیال بیان می‌شود، که از صافی فیلتر در شرایط آزمایشگاهی خاص و مشخص، عبور می‌کند و در واقع دهانه بزرگترین روزنه صافی فیلتر هیدرولیک را مشخص می‌کند.

تست نقطه جوشش در سیستم:

این تست روش ساده‌ای برای محاسبه دقیق نرخ مطلق فیلترهای با توری سیمی مورد استفاده در سیستم است. علاوه بر این، از این راه نرخ مطلق تقریبی فیلتر المنت مصرفی یکبار مصرف در سیستم هیدرولیک معین می‌شود. برای آزمایش، صافی درون سالی با کشش سطحی معلوم غوطه‌ور و به کمپرسور باد (پرفشار) وصل می‌شود.

به تدریج فشار هوا در سیستم افزایش می‌یابد تا جایی که صافی به آرامی شروع به چرخش می‌کند و جریانی از حباب‌ هوا ظاهر می‌شود. برای پارچه سیمی، فشار هوا با معکوس حداکثر اندازه سوراخ‌های روی فیلتر المنت، متناسب است.

اندازه متوسط سوراخ‌ها یا نرخ متوسط فیلتراسیون در سیستم:

معرفی انواع فیلتر در این مقدار، از میانگین اندازه سوراخ‌های صافی فیلتر به دست می‌آید. تمامی نرخ‌های فیلتراسیون در سیستم فوق برای صافی تمیز با روش تست ACFTD (تست گرد بسیار ریز به همراه جریان هوای تمیز کننده در سیستم) یا ذرات کروی سخت (به عنوان مواد آلوده‌کننده) در سیال انجام می‌شود.

ذرات آلوده‌کننده در سیال به ندرت کروی‌اند و اغلب به صورت تراشه‌های بلند و نازک از فلزها یا مواد دیگر ظاهر می‌شود، که تقریباً با قطر و طول ممکن است از سوراخ‌های فیلتر المنت عبور کند.
البته با روز پدیده کیکی در صافی ، احتمال عبور این ذرات کاهش (در سیال) و همچنین فیلتر هیدرولیک می‌یابد. یک راه حل دیگر برای کاهش عبور این ذرات در سیال استفاده از صافی‌های استوانه‌ای است.

فشار تخریب فیلتر المنت در فیلتر هیدرولیک:

اکثر فیلترها براساس تحمل اختلاف فشار bar 10 ساخته می‌شود، که البته به این معنی نیست که کاربرد آنها در سیستم فیلتراسیون (فیلتر برگشت ، فیلتر فشار هیدرولیک و …) به فشارهای پایین محدود می‌شود. این صافی‌های را حتی در مدارهای با فشار کاری 400bar می‌توان به کار برد.

در واقع این اختلاف فشار دو سر فیلتر است که باید پایین نگه داشته شود و نه خود فشار سیستم. از این فیلتر در خط فشار، بازگشت، و یا مکش (فشار بعد از پمپ، بازگشت یعنی از سیستم به مخزن، مکش یعنی قبل از پمپ) استفاده می‌شود، و همیشه باید با شیر میان‌بر محافظت شود. این شیر معمولاً در فشار 3 تا 4bar بیشتر از فشار مدار باز می‌شود (در فیلترهای خط مکش این مقدار 1bar است).

نوع خاصی از فیلتر المنت های تقویت‌شده وجود دارد که اختلاف فشار bar 210 را در سیستم تحمل می‌کند، و معمولاً درون پوسته‌ای قرار می‌گیرد و بدون نیاز به شیر میان‌بر به کار می‌رود. با کثیف شدن این نوع صافی‌های ، افت فشار فیلتر هیدرولیک افزایش یافته و نهایتاً مسیر جریان سیال در سیستم هیدرولیک مسدود می‌شود.

به همین دلیل به آنها فیوز آلودگی در سیستم گفته می‌شود. به غیر از قیمت زیاد (گاهی تا 4 برابر از فیلترهای فشار پایین گران‌تر است) از معایب عمده این فیلترهای آنها می‌توان به افت حدی توان خروجی و گرمای تولیدی زیاد (وقتی فیلتر مورد استفاده در سیستم خیلی کثیف می‌شود) در سیستم فیلتراسیون اشاره کرد.

معمولاً وقتی اختلاف فشار سیستم به bar 7 برسد، فیلتر المنت را تعویض می‌کنند. از صافی‌های تمیز شونده از نوع فلز زینتر شده که نرخ فشار تخریب و ترکیدن بالایی دارد، استفاده می‌شود. این نوع صافی‌ها، آخرین فیلتر در مدار اجزای حساس به آلودگی مانند مدار فرمان شیرهای خودکار است.

فیلتراسیون چیست و چه کاربردهایی دارد؟

فیلتراسیون در هیدرولیک به فرآیند حذف ناخالصی ها و آلاینده ها از سیال هیدرولیک با عبور دادن آن از فیلتر گفته می شود. این کار برای حفظ تمیزی و خلوص سیال هیدرولیک انجام می شود که برای عملکرد صحیح و طول عمر سیستم های هیدرولیک بسیار مهم است.

کاربردهای فیلتراسیون در هیدرولیک بسیار زیاد است و برخی از مهمترین آنها عبارتند از:

1. حفاظت از اجزای هیدرولیک: فیلتراسیون به محافظت از اجزای هیدرولیک مانند پمپ ها، شیرها و سیلندرها در برابر سایش و آسیب ناشی از آلاینده های سیال کمک می کند.

2. جلوگیری از خرابی سیستم: فیلتراسیون می تواند با حذف آلاینده هایی که می توانند باعث انسداد یا آسیب به اجزای حیاتی شوند، از خرابی سیستم هیدرولیک جلوگیری کند.

3. تعمیر و نگهداری راندمان سیستم: سیال هیدرولیک تمیز می تواند به حفظ کارایی سیستم های هیدرولیک کمک کند و از عملکرد آنها در سطوح بهینه اطمینان حاصل کند.

4. صرفه جویی در هزینه: با جلوگیری از خرابی سیستم و کاهش نیاز به تعمیر و تعویض، فیلتراسیون می تواند به صرفه جویی در هزینه های مربوط به تعمیر و نگهداری و خرابی قطعات هیدرولیک کمک کند.

5. حفاظت از محیط زیست: فیلتراسیون مناسب می تواند به جلوگیری از آلودگی سیال هیدرولیک بر محیط زیست کمک کند.

به طور خلاصه، فیلتراسیون در هیدرولیک فرآیندی حیاتی است که به حفظ پاکیزگی و خلوص سیال هیدرولیک کمک می کند، که برای عملکرد مناسب و طول عمر سیستم های هیدرولیک ضروری است.

تبلور چیست؟

تبلور فرآیند تشکیل یک بلور جامد از مایع، گاز یا محلول است. این فرآیند زمانی اتفاق می‌افتد که مولکول‌های یک ماده در یک الگوی مرتب و تکرار شونده به هم می‌رسند و یک شبکه کریستالی تشکیل می‌دهند. تبلور فرآیند مهمی در بسیاری از زمینه ها از جمله شیمی، علم مواد و زمین شناسی است.

در شیمی از کریستالیزاسیون برای خالص سازی مواد استفاده می شود. با حل کردن یک ماده در یک حلال و سپس سرد کردن محلول، می توان املاح را وادار کرد تا از محلول متبلور شود. این فرآیند املاح را از هرگونه ناخالصی که ممکن است در ماده اصلی وجود داشته باشد جدا می کند.

تبلور همچنین برای تولید کریستال برای استفاده در صنایع الکترونیک، اپتیک و سایر صنایع استفاده می شود. خواص یک کریستال به اندازه، شکل و جهت آن بستگی دارد، بنابراین کنترل دقیق فرآیند تبلور برای تولید کریستال های باکیفیت با خواص مطلوب ضروری است.

در طبیعت، بسیاری از کانی ها و سنگ ها از تبلور از سنگ مذاب، یا ماگما، یا از محلول های مواد معدنی محلول در آب تشکیل می شوند. شکل و اندازه این بلورها می تواند اطلاعاتی در مورد شرایط شکل گیری آنها و تاریخچه فرآیندهای زمین شناسی تولید آنها ارائه دهد.

ارتباط تبلور با فیلتراسیون هیدرولیک چیست؟

تبلور و هیدرولیک از طریق فرآیند رسوب مواد معدنی در سیستم های سیال به هم مرتبط هستند. در هیدرولیک، سیالات (معمولاً آب) از طریق کانال های زیرزمینی یا سطحی جریان دارند و مواد معدنی محلول و سایر مواد را حمل می کنند. هنگامی که شرایط تغییر می کند، مانند تغییر دما، فشار یا غلظت، مواد معدنی می توانند شروع به تشکیل جامدات کرده و از سیال رسوب کنند. این فرآیند به عنوان بلور شناخته می شود.

در برخی موارد، رسوب مواد معدنی می‌تواند منجر به گرفتگی یا مسدود شدن سیستم‌های هیدرولیک مانند لوله‌ها یا سفره‌های زیرزمینی شود. این می تواند زمانی اتفاق بیفتد که مواد معدنی بر روی دیواره های کانال یا فضاهای منفذی رسوب کنند و سطح جریان موجود را کاهش داده و به طور بالقوه منجر به کاهش میزان جریان و یا حتی انسداد کامل شود.

از سوی دیگر، تبلور را می توان در هیدرولیک برای اهداف سودمند نیز مهار کرد. به عنوان مثال، در تولید انرژی زمین گرمایی، آب گرم از اعماق زیرزمین پمپ می شود و از طریق یک مبدل حرارتی برای استخراج انرژی گرمایی به گردش در می آید. با سرد شدن آب گرم، مواد معدنی می توانند از سیال رسوب کنند و رسوباتی را تشکیل دهند که می توانند به افزایش نفوذپذیری مخزن زمین گرمایی و افزایش کارایی فرآیند استخراج انرژی کمک کنند.

به طور کلی، رابطه بین کریستالیزاسیون و هیدرولیک پیچیده است و به عوامل زیادی مانند شیمی سیال، شرایط جریان و خواص معدنی بستگی دارد.

فیلتر کند ماسه ای:

این نوع فیلتر نوعی سیستم تصفیه آب است که از بستری از ماسه، شن و سایر رسانه ها برای حذف ناخالصی ها از آب استفاده می کند. این یک روش موثر و کم هزینه برای تصفیه آب برای مصارف خانگی و صنعتی است.

در این فیلتر، آب از بستری از ماسه و سایر رسانه ها عبور می کند، جایی که ذرات و ناخالصی ها به دام افتاده و از آب خارج می شوند. بستر شنی سطح وسیعی را برای رشد میکروارگانیسم ها فراهم می کند که با تجزیه مواد آلی و حذف عوامل بیماری زا به تصفیه بیشتر آب کمک می کند.

ویژگی کلیدی فیلتر شنی کند سرعت فیلتراسیون آهسته آن است که به میکروارگانیسم ها زمان می دهد تا رشد کنند و محیط های فیلتراسیون کلونیزه شوند. سرعت جریان آب معمولا بین 0.1 تا 0.3 متر در ساعت است، به این معنی که آب باید در یک مخزن نگهدارنده یا مخزن ذخیره شود تا از تامین کافی اطمینان حاصل شود.

این فیلترها اغلب در کشورهای در حال توسعه یا مناطق روستایی که دسترسی محدودی به آب تمیز وجود دارد استفاده می شود. ساخت و نگهداری آنها نسبتاً ساده است و به برق یا سایر تجهیزات پیچیده نیاز ندارد. با این حال، برای اطمینان از اثربخشی آنها به تمیز کردن و نگهداری دوره ای نیاز دارند.

به طور کلی، این نوع فیلتر یک روش موثر و پایدار برای تصفیه آب هستند که منبع قابل اعتمادی از آب پاک را برای جوامع در سراسر جهان فراهم می کنند.