Gellir deall y ffactorau technegol sy'n pennu gwrthiant hidlwyr aer effeithlonrwydd uchel fel canlyniad cynhwysfawr i'r rhyngweithio rhwng mecaneg hylif a gwyddor deunyddiau. Yn y bôn, mae ymwrthedd yn cyfeirio at y golled ynni a achosir gan ffrithiant gyda'r deunydd hidlo, crebachiad / ehangu sianel, ac eddies lleol pan fydd y llif aer yn mynd trwy'r hidlydd.
O safbwynt technegol, mae'r pedwar ffactor craidd canlynol gyda'i gilydd yn pennu maint y gwrthiant:
1. Priodweddau cynhenid deunydd hidlo: y "genyn" o wrthwynebiad, y deunydd hidlo ei hun yw'r prif safle ar gyfer cynhyrchu ymwrthedd, ac mae ei ficrostrwythur yn pennu'r gwrthiant sylfaenol yn uniongyrchol.
- Diamedr ffibr: Dyma un o'r ffactorau mwyaf hanfodol. Yn ôl egwyddorion mecaneg hylif, mae ymwrthedd mewn cyfrannedd gwrthdro â sgwâr y diamedr ffibr. Po fân yw'r ffibr, y mwyaf yw'r ardal ffrithiant a'r gwrthiant pan fydd y llif aer yn mynd o amgylch y ffibr. Er enghraifft, mae gan ddeunyddiau hidlo a wneir o ffibrau gwydr ultrafine (diamedr 0.5-2 μ m) wrthwynebiad llawer uwch na ffibrau synthetig cyffredin (diamedr 10-20 μ m).
- Cyfradd llenwi a mandylledd: Mae cyfradd llenwi yn cyfeirio at gyfran y ffibrau fesul uned gyfaint, tra bod mandylledd yn cyfeirio at gyfran yr unedau gwag. Po uchaf yw'r gyfradd llenwi a'r isaf yw'r mandylledd, y tynnach yw'r trefniant ffibr, y culach a'r mwy troellog yw'r sianel llif aer, a'r gwrthiant cynyddol sylweddol.
- Trwch deunydd hidlo: Po fwyaf trwchus yw'r trwch, y mwyaf o haenau o ffibrau y mae angen i'r llif aer basio drwodd, po hiraf y llwybr, a'r mwyaf o gyfleoedd ar gyfer gwrthdrawiad a ffrithiant â'r ffibrau, gan arwain at fwy o wrthwynebiad.
- Triniaeth arwyneb: Gall rhai triniaethau arbennig (fel haenau oleoffobig a hydroffobig, haenau gwrthfacterol) rwystro rhai mandyllau ffibr neu newid priodweddau arwyneb ffibr, a thrwy hynny gynyddu'r ymwrthedd i lif aer.
2. Dyluniad strwythur ffisegol: Mae "sgerbwd" ymwrthedd, ar ôl pennu'r deunydd hidlo, sut i ymgynnull y deunydd hidlo i mewn i hidlydd yn cael effaith bendant ar wrthwynebiad.
- Ardal hidlo: Dyma'r newidyn mwyaf dylanwadol mewn cymwysiadau ymarferol. Mae gwrthiant mewn cyfrannedd gwrthdro â'r ardal hidlo. Pan fydd y cyfaint aer graddedig yn aros yn gyson, po fwyaf yw arwynebedd y papur hidlo heb ei blygu, yr isaf yw'r cyflymder ymddangosiadol (cyfradd hidlo) y llif aer sy'n mynd trwy'r deunydd hidlo. Yn ôl cyfraith Darcy, mae ymwrthedd yn gymesur yn uniongyrchol â chyfradd hidlo, felly cynyddu'r ardal hidlo yw'r ffordd fwyaf uniongyrchol ac effeithiol o leihau ymwrthedd.
- Enghraifft: O dan yr un cyfaint aer, efallai mai dim ond hanner gwrthiant hidlydd sydd ag arwynebedd papur hidlo o 10m ² sydd gan hidlydd ag arwynebedd papur hidlo o 20m ². *
- Paramedrau haenau (uchder pleat a bylchau pleat):
- Ardal hidlo effeithiol: Trwy optimeiddio uchder a bylchau pleat, gellir llwytho mwy o bapur hidlo i gyfaint cyfyngedig.
- Siâp sianel llif aer: Gall bylchiad pleat addas gadw'r sianeli rhwng papurau hidlo yn ddirwystr. Mae'r bylchau pleat yn rhy gul, ac mae cyflymder y llif aer yn newid yn sydyn ar ôl mynd i mewn i'r sianel, gan gynhyrchu "effaith chwistrellu" sydd nid yn unig yn cynyddu ymwrthedd ond hefyd yn effeithio ar y papur hidlo; Os yw'r bylchau pleat yn rhy eang, bydd yn gwastraffu lle, gan arwain at gynnydd mewn cyfradd hidlo a gwrthiant. Fel arfer mae cymhareb agwedd optimaidd sy'n lleihau colled pwysau deinamig llif aer wrth fynd i mewn i'r pletiau.
- Cefnogaeth fewnol a rhaniadau:
- Hidlydd rhaniad: Mae trwch a llyfnder wyneb y plât rhaniad (ffoil alwminiwm / papur) yn effeithio ar led a gwrthiant ffrithiannol y sianel llif aer. Gall crychdonnau llyfn neu drwch gormodol gynyddu ymwrthedd lleol.
- Dim hidlydd rhaniad: Mae siâp, uchder a bylchau'r llinell gludiog toddi poeth yn pennu'r sianeli rhwng y papurau hidlo. Os yw'r llinell glud yn rhy uchel neu'n anwastad, bydd yn meddiannu gormod o sianeli llif aer ac yn cynyddu ymwrthedd.
3. Ffactorau aerodynamig: Mae'r "amgylchedd" ymwrthedd, a chyflwr llif aer amgylchynol yr hidlydd hefyd yn cyfrannu at rywfaint o'r gwrthiant yn ystod gweithrediad gwirioneddol.
- Wynebu cyflymder gwynt: Nid yw ymwrthedd a chyflymder y gwynt yn gwbl gysylltiedig yn llinellol. Ar gyflymder isel (amodau gweithredu cyffredin hidlwyr effeithlonrwydd uchel), ymwrthedd ffrithiannol yw'r prif ffactor, sy'n agosáu at llinoledd; Ond mewn-ardaloedd cyflymder uchel lleol, bydd llusgo (colled cerrynt eddy), a fydd yn cyflymu twf gwrthiant.
- Unffurfiaeth dosbarthiad llif aer: Os yw'r llif aer wedi'i ddosbarthu'n anwastad ar wyneb yr hidlydd (er enghraifft, cyflymder gwynt uchel yn ardal chwythu uniongyrchol y gefnogwr a chyflymder gwynt isel ar yr ymyl), bydd ardaloedd cyflymder gwynt uchel lleol yn cynhyrchu ymwrthedd llawer uwch na'r cyfartaledd, a bydd y golled ynni ychwanegol hon yn cynyddu cyfanswm ymwrthedd yr hidlydd cyfan.
- Amodau mewnfa ac allfa: Mae llyfnder y sianeli llif aer i fyny'r afon ac i lawr yr afon o'r hidlydd hefyd yn effeithio ar y gwrthiant. Er enghraifft, os yw'r hidlydd wedi'i gysylltu'n dynn â phenelin neu bibell diamedr amrywiol, gall llif aer anwastad achosi colled fortecs ychwanegol wrth fynd i mewn i'r hidlydd.
4. Statws gweithredu: Mae "esblygiad deinamig" ymwrthedd, nad yw'n werth statig a bydd yn newid dros amser.
- Llwyth cronni llwch: Wrth i lwch gronni ar wyneb ffibrau, gan ffurfio haen lwch, mae'r sianel llif aer yn culhau ymhellach neu hyd yn oed yn cael ei rhwystro, ac mae'r gwrthiant yn cynyddu'n raddol. Dyma'r broses o wrthwynebiad cychwynnol i wrthwynebiad terfynol.
- Nodweddion nwy: Mae gludedd nwy yn amrywio gyda thymheredd a gwasgedd. Po uchaf yw'r tymheredd, y mwyaf yw gludedd y nwy, y mwyaf dwys yw'r cynnig moleciwlaidd, ac mae'r gwrthdrawiad a'r ffrithiant â'r ffibrau'n dwysáu, gan arwain at gynnydd mewn ymwrthedd; Mae'r pwysau'n lleihau, mae'r dwysedd nwy yn gostwng, mae'r golled ffrithiant yn lleihau, ac mae'r gwrthiant yn gostwng.
- Crynodeb: Gellir crynhoi'r ffactorau technegol sy'n pennu gwrthiant hidlwyr effeithlonrwydd uchel fel a ganlyn:
- 1. Ffynhonnell sylfaenol: Mae diamedr ffibr a chyfradd llenwi'r deunydd hidlo yn pennu'r ymwrthedd ffrithiannol microsgopig sylfaenol.
- 2. Allwedd dylunio: Yr ardal hidlo effeithiol yw'r prif lifer ar gyfer addasu ymwrthedd, a'r mwyaf yw'r arwynebedd, yr isaf yw'r gwrthiant.
- 3. Manylion strwythurol: Mae paramedrau'r pleats a'r gwahanyddion yn pennu colled llif yr aer yn y sianel macrosgopig.
- 4. Newidynnau gweithredol: Mae dosbarthiad cyflymder gwynt a gradd cronni llwch yn effeithio ar werth amser real gwrthiant.
- Gall deall y ffactorau hyn helpu i gydbwyso effeithlonrwydd a gwrthiant wrth ddewis: mae angen arbed defnydd o ynni ar wrthwynebiad isel, sicrhau bywyd gwasanaeth â chynhwysedd dal llwch uchel, a sicrhau bod effeithlonrwydd hidlo uchel yn bodloni gofynion glanweithdra.
