Taflen Dyllog Dur Di-staen: Cyfrifiad Ardal Agored, Patrwm Twll, a Gollwng Pwysedd

Ardal agored (%)= arwynebedd twll ÷ arwynebedd y patrwm ailadrodd × 100. Ar gyfer tyllau crwn:90.69 × (d ÷ p)²ar gyfer patrwm fesul cam 60 gradd,78.54 × (d ÷ p)²ar gyfer patrwm syth 90 gradd (d=diamedr twll, p=traw canol-i-ganol).

Patrwm gorau:Mae 60 gradd fesul cam yn rhoi tua 15% yn fwy o arwynebedd agored na 90 gradd yn syth ar yr un maint twll a thraw, ac mae'n cadw pontydd metel ehangach yn yr un man agored.

Gostyngiad pwysau:ar gyfer dalen denau, Δp=ζ × ½ρu², lle mae ζ=[0.707√(1−f) + (1−f)]² ÷ f² ac f yw'r arwynebedd agored fel ffracsiwn. Mae torri ardal agored o 40% i 20% yn lluosi'r gostyngiad pwysau gan tua 6.

Cryfder:mae ardal fwy agored yn golygu llai o fetel rhwng tyllau. Mae dalen gyda 40% o arwynebedd agored yn cadw tua thraean yn unig o'i chryfder dalen solet ar draws y llinell gulaf.

Gradd:Nid yw 304, 316L, neu 2205 yn newid ardal agored na gostyngiad pwysau. Mae'n newid bywyd a chryfder cyrydiad, ac felly trwch y daflen y gallwch ei ddefnyddio.

Mae dalen dyllog yn edrych yn syml: plât gwastad yn llawn tyllau. Ac eto mae tri rhif yn penderfynu a yw'n gweithio mewn hidlydd, sgrin, dosbarthwr llif, neu warchodwr: yr ardal agored, y patrwm twll, a'r gostyngiad pwysau ar ei draws. Maent yn gysylltiedig. Mae'r patrwm yn gosod yr ardal agored, mae'r ardal agored yn gosod y gostyngiad pwysau, ac mae pob twll ychwanegol yn tynnu cryfder.

Mae'r canllaw hwn yn esbonio pob dolen mewn iaith glir, yn rhoi'r fformiwlâu, ac yn gweithio trwy enghreifftiau y gallwch eu hatgynhyrchu gyda chyfrifiannell. Pan ddaw rhif o'n cyfrifiad ein hunain yn hytrach na thabl cyhoeddedig, rydym yn dweud hynny.

Beth Yw Ardal Agored mewn Dalen Dyllog Dur Di-staen, a Sut Ydych Chi'n Ei Gyfrifo?

Ardal agored yw'r ganran o wyneb y ddalen sy'n dwll. Rhannwch arwynebedd un twll ag arwynebedd y gell ailadroddol sy'n ei gynnwys, yna lluoswch â 100. Ar gyfer tyllau crwn mewn patrwm fesul cam 60 gradd, y llwybr byr yw90.69 × (d ÷ p)².

Meddyliwch am y ddalen fel llawr teils. Mae pob teils yn dal un twll (neu nifer sefydlog o dyllau). Yr ardal agored yw faint o bob teils sy'n wag. Oherwydd bod y teils yn cael ei osod gan y traw, dim ond tri mewnbwn sydd eu hangen: maint twll, traw a phatrwm. Defnyddiwch yr un unedau ar gyfer d a p, fel milimetrau.

Daw'r 90.69 cyson o geometreg grid trionglog, sef y ffordd ddwysaf i bacio tyllau crwn. Dyma'r terfyn uchaf hefyd: dim ond os yw'r tyllau'n cyffwrdd (d=p) y caiff ei gyrraedd, a fyddai'n gadael dim metel i ffurfio dalen. Mae rhesi syth yn gwastraffu'r corneli rhwng tyllau, a dyna pam mae'r cysonyn yn disgyn i 78.54.

Enghreifftiau wedi'u gweithio

• Enghraifft A.Tyllau 3 mm, traw 5 mm, 60 gradd fesul cam. d ÷ p=0.6, a 0.6²=0.36. Ardal agored=90.69 × 0.36 =32.7%. Mae'r un tyllau mewn patrwm syth yn rhoi 78.54 × 0.36=28.3%.
• Enghraifft B.Tyllau 6 mm, traw 9 mm (ysgrifennwyd "6 @ 9"), 60 gradd fesul cam. d ÷ p=0.667, a 0.667²=0.444. Ardal agored=90.69 × 0.444 =40.3%.

Tri chamgymeriad cyffredin

• Gan ddefnyddio'r fformiwla patrwm anghywir.Mae cymhwyso 90.69 i batrwm syth yn gorddatgan arwynebedd agored tua 15%.
• Cymysgu diffiniadau traw.Mae cyflenwyr yn wahanol o ran a yw traw yn cael ei fesur ar hyd y rhes neu rhwng rhesi, a diffinnir patrymau 45 gradd mewn mwy nag un ffordd. Cadarnhewch y diffiniad ar y llun.
• Anwybyddu ymylon.Mae'r fformiwlâu yn rhoi arwynebedd agored y cae tyllog. Mae borderi solet o amgylch y cae yn gostwng ardal agored y ddalen gyfan.

Pa batrwm twll y dylech chi ei ddewis: 60 gradd ar Wahanol, 90 gradd Syth, neu 45 gradd Ar Wahanol?

Dewiswch60 gradd fesul camoni bai bod angen tyllau mewn rhesi syth. Mae'n rhoi'r ardal agored uchaf ar gyfer tyllau crwn, yn gadael pontydd lletach yn yr un man agored, a dyma'r patrwm safonol ar y mwyafrif o drydyllwyr.

Ar yr un diamedr twll a thraw, mae patrwm 60 gradd yn rhoi 90.69 ÷ 78.54=1.155 amseroedd arwynebedd agored patrwm syth 90 gradd, sef15.5% yn fwy. Gallwch hefyd edrych arno y ffordd arall. Er mwyn taro'r un ardal agored gyda'r un maint twll, gall y patrwm 60 gradd ddefnyddio traw tua 7.5% yn fwy, felly mae'r metel rhwng tyllau yn ehangach.

Dyma achos concrid. Mae twll 5 mm ar draw 8 mm mewn patrwm 60 gradd yn rhoi 35.4% o arwynebedd agored gyda phontydd 3.0 mm. I gyd-fynd â 35.4% mewn patrwm syth, rhaid i'r traw grebachu i tua 7.4 mm, gan adael pontydd o tua 2.4 mm yn unig. Mae hynny tua 20% yn llai o fetel rhwng tyllau ar gyfer yr un ardal llif.

Faint o Gryfder Mae Dalen Dyllog yn ei Golli wrth i Ardal Agored Gynyddu?

Mwy nag y mae'r rhif ardal agored yn ei awgrymu. Mae'r stribed culaf o fetel rhwng tyllau yn cario'r llwyth, ac mae ei gyfran o'r ddalen solet yn fras(p − d) ÷ p, a elwir yn effeithlonrwydd ligament. Ar 40% o arwynebedd agored, dim ond tua 33% yw'r gyfran honno.

Ardal agored a chryfder yn tynnu i gyfeiriadau gwahanol. Pan fyddwch chi'n codi ardal agored trwy ddewis twll mwy neu lain llai, mae'r pontydd rhwng tyllau yn mynd yn deneuach. Oherwydd bod y pontydd yn cario'r llwyth, mae cryfder yn disgyn yn gyflym. Mae'r tabl yn dangos pa mor gyflym.

Mae'r rhes olaf yn dangos y cyfaddawd. Mae dalen gyda 63% o arwynebedd agored yn agos at frig y band 23% i 64% y mae ISO 7805-1 yn ei ragnodi ar gyfer plât 3 mm ac yn fwy trwchus, ond eto dim ond tua un rhan o chwech o'i gryfder y mae'n ei gadw ar draws yr adran gulaf.

Mae ffabrigwyr yn defnyddio rheolau bawd syml i gadw cynfasau yn fflat ac yn ddyrnu. Mae llawer yn cadw'r bont o leiaf mor eang â thrwch y ddalen, ac mae llawer yn cadw diamedr y twll o leiaf yn gyfartal â'r trwch ar gyfer dur carbon a thua 1.5 gwaith y trwch neu fwy ar gyfer dur di-staen. Mae dur di-staen yn caledu ac yn galetach na dur carbon, felly mae dyrnau'n gwisgo'n gyflymach ac mae tyllau bach mewn dalen drwchus yn anoddach i'w gwneud. Canllawiau gwneuthurwr yw'r rhain, nid safonau cyhoeddedig, ac mae terfynau'n amrywio fesul siop. Cadarnhewch gyda'ch cyflenwr.

Sut Mae Cyfrifo Gostyngiad Pwysedd Ar Draws Dalen Dyllog?

Am ddalen denau, finiog,Δp = ζ × ½ × ρ × u², lle u yw'r cyflymder dynesiad i fyny'r afon o'r ddalen, ρ yw'r dwysedd hylif, aζ = [0.707√(1−f) + (1−f)]² ÷ f², gyda f yr ardal agored fel ffracsiwn. Y canlyniad yw amcangyfrif cyntaf sy'n ddilys ar rif Reynolds uchel; gweler y terfynau isod.

Mae pob twll yn gweithredu fel orifice bach. Mae llif yn gwasgu i mewn i'r tyllau, yn cyflymu hyd at u ÷ f, yna'n ehangu eto ar yr ochr bell, ac mae egni'n cael ei golli yn y broses. Mae ardal agored lai yn golygu llif cyflymach yn y tyllau a cholled llawer mwy. Y fformiwla uchod yw'r canlyniad plât tenau a luniwyd gan Idelchik ac a ddefnyddir yn eang mewn llawlyfrau peirianneg.

Cam wrth gam

1. Cyfrifwch y ffracsiwn arwynebedd agored f o'r fformiwlâu yn yr adran gyntaf (mae arwynebedd agored 35% yn golygu f=0.35).
2. Darganfyddwch y cyflymder dynesiad u=cyfradd llif ÷ arwynebedd wyneb y ddalen.
3. Cyfrifwch ζ gyda'r fformiwla uchod, neu darllenwch ef o'r tabl isod.
4. Cyfrifwch Δp=ζ × ½ × ρ × u². Gyda ρ mewn kg/m³ ac u mewn m/s, mae Δp mewn pascals.

Enghraifft wedi'i gweithio: 5 @ 8 mm, 60 gradd fesul cam

Arwynebedd agored yw 35.4%, felly f=0.354 a ζ=11.7. Ar gyferaer ar 2 m/s, Δp = 11.7 × 0.5 × 1.2 × 2² = 28 Pa, gyda chyflymder twll o 5.6 m/s. Canysdŵr ar 0.5 m/s, Δp = 11.7 × 0.5 × 998 × 0.5² = 1.46 kPa, gyda chyflymder twll o 1.4 m/s.

Beth mae'r niferoedd yn ei ddweud wrthych

• Ardal agored sy'n dominyddu.Mae torri ardal agored o 40% i 20% yn codi ζ o 8.2 i 51.3, tua6 gwaithy gostyngiad pwysau ar yr un llif.
• Mae cyflymder yn sgwâr.Mae dyblu'r llif yn lluosi'r gostyngiad pwysau â phedwar.
• Mae clocsio yn gwaethygu'r broblem.Os yw malurion yn blocio hanner y tyllau, mae'r ardal agored yn haneru ac mae'r gostyngiad pwysau yn codi gan ffactor mawr tebyg. Dyna pam mae maint y dalennau ffilter a hidlydd yn cynnwys ardal agored hael.

Terfynau'r fformiwla

Y fformiwla plât tenau yw'r terfyn nifer uchel Reynolds. Yn yr enghraifft a weithiwyd, dim ond tua 1,900 yw rhifau Reynolds ar gyfer aer a 7,000 ar gyfer dŵr (gan dybio gludedd cinematig o 1.5 × 10⁻⁵ a 1.0 × 10⁻⁶ m²/s). Mae hynny'n is na'r ystod lle mae'r cyfernod colled yn stopio yn dibynnu ar rif Reynolds, felly triniwch y canlyniadau hyn fel amcangyfrif a defnyddiwch siartiau neu ddata prawf sy'n ddibynnol ar Reynolds Idelchik pan fo'r ateb yn bwysig.

Mae dalennau di-staen go iawn hefyd yn fwy trwchus na'r gymhareb diamedr 0.015 y mae'r fformiwla yn ei thybio. Mae crynodeb eilaidd o arbrofion cyhoeddedig ar blatiau traw trionglog yn adrodd bod colled pwysau yn gostwng wrth i drwch godi tuag at ddiamedrau 1.5 twll, yna lefelau i ffwrdd. Ar gyfer dalennau nodweddiadol, mae'r niferoedd platiau tenau felly'n tueddu i fod ar yr ochr uchel. Ni allem gadarnhau'r data arbrofol gwreiddiol yn uniongyrchol, felly defnyddiwch hwn fel tuedd, nid ffactor cywiro.

A yw Siâp Twll a Phatrwm yn Newid y Gollwng Pwysedd?

Yn bennaf trwy ardal agored. Mae patrwm a siâp yn bwysig oherwydd maen nhw'n pennu faint o arwynebedd agored y mae maint twll a thraw penodol yn ei gyflenwi. Mae data cyhoeddedig Idelchik yn cwmpasu tyllau crwn; ar gyfer sgwariau a slotiau, mae peirianwyr fel arfer yn gweithio gyda diamedr hydrolig cyfatebol ac yn cadarnhau trwy brawf neu CFD.

Y diamedr hydrolig yw d_h=4 × ardal agored ÷ perimedr gwlyb. Ar gyfer twll crwn mae'n hafal i'r diamedr. Ar gyfer sgwâr mae'n hafal i hyd yr ochr. Ar gyfer slot pen crwn mae'n fwy na lled y slot, fel y dengys y tabl.

A yw'r Gradd Dur Di-staen yn Effeithio Ar Ardal Agored neu Gostyngiad Pwysedd?

Mae ardal agored a gostyngiad pwysau yn dibynnu ar geometreg a'r hylif, nid ar yr aloi. Mae'r radd yn bwysig oherwydd ei fod yn gosod bywyd a chryfder cyrydiad, ac mae cryfder yn dylanwadu ar ba mor drwchus yw'r ddalen.

Mae manylion gwneuthuriad yn bwysicach nag y mae'r rhan fwyaf o brynwyr yn ei ddisgwyl. Mae twll wedi'i wneud 0.1 mm yn rhy fawr ar dwll 3 mm yn codi arwynebedd agored tua 6.8% ((3.1 ÷ 3)²=1.068), sy'n gostwng gostyngiad pwysau tua 12% os ydych chi'n brasamcanu ζ yn gymesur ag 1 ÷ f² (amcangyfrif EETA). Dyna pam mae'r goddefgarwch twll yn perthyn ar y llun. Mae cyfeiriad Burr, gwastadrwydd a gorffeniad wyneb hefyd yn bwysig. Mae ymylon llyfn, electropolished yn gwrthsefyll baeddu, ac mae terfynau gwastadrwydd ar gyfer y plât sylfaen wedi'u cynnwys yn ein herthygl ar oddefiannau ASTM A240.

Sut Ydych Chi'n Penodi Dalen Dyllog Fel Bod yr Archeb yn Cyd-fynd â'ch Cyfrifiad?

Nodwch faint y twll, traw a sut mae'n cael ei fesur, ongl y patrwm, trwch, gradd a manyleb, ymylon, a goddefiannau. Mae pob eitem goll yn gyfle i'r ddalen a ddanfonwyd fod yn wahanol i'ch cyfrifiad.

Pa Safonau sy'n Gymwys i Daflen Dur Di-staen Tyllog?

Nid oes un safon yn gorchuddio dalen dyllog di-staen o un pen i'r llall. Fel arfer cymerir geometreg twll a thraw o gyfres ISO 7805, a'r metel sylfaen o ASTM A240 ac A480.

Ffynonellau: cofnodion catalog ISO 7805-1, ISO 7805-2, ac ISO 10630 (ISO, CCN/SCC, SFS). Mae'r dogfennau ISO wedi'u cwmpasu i ddur carbon isel; ar gyfer archebion di-staen, mae prynwyr fel arfer yn cyfeirio at geometreg ISO ac yn dyfynnu ASTM ar gyfer y metel sylfaen. Cadarnhewch y dull gyda'ch gwneuthurwr.

Cwestiynau Cyffredin

C: Beth yw man agored nodweddiadol ar gyfer dalen dyllog dur di-staen?

A: Mae'r rhan fwyaf o batrymau safonol yn disgyn rhwng tua 20% a 65% o arwynebedd agored. Mae ISO 7805-1 yn rhagnodi cymarebau traw-i-twll sy'n rhoi ardaloedd agored enwol o tua 23% i 64% ar gyfer plât 3 mm o drwch ac uwch. Mae mynd yn uwch yn gadael pontydd cul iawn rhwng tyllau, felly mae cryfder a gwastadrwydd yn dioddef.

C: Beth mae cod fel "5 @ 8" yn ei olygu?

A: Fel arfer mae'n golygu tyllau 5 mm ar ganolfannau 8 mm. Gyda phatrwm graddol o 60 gradd mae hyn yn rhoi 35.4% o arwynebedd agored; gyda phatrwm syth 90 gradd mae'n rhoi 30.7%. Cadarnhewch y patrwm bob amser a sut mae'r cyflenwr yn mesur traw.

C: A all dalen dyllog gyrraedd 90% o arwynebedd agored?

A: Rhif y nenfwd damcaniaethol ar gyfer tyllau crwn mewn patrwm graddedig 60 gradd yw 90.69%, a gyrhaeddir dim ond pan fydd y tyllau'n cyffwrdd (mae diamedr twll yn hafal i draw). Ar y pwynt hwnnw nid oes unrhyw fetel ar ôl i ffurfio dalen, felly mae cynhyrchion go iawn yn aros ymhell oddi tano.

C: A yw dalen fwy trwchus yn gostwng y gostyngiad pwysau?

A: Yn aml ie, hyd at bwynt. Mae'r fformiwla plât tenau yn yr erthygl hon yn rhagdybio dalen denau iawn. Mae arbrofion cyhoeddedig ar blatiau traw trionglog yn adrodd bod colled yn disgyn wrth i drwch godi tua 1.5 gwaith diamedr y twll, yna lefelau i ffwrdd. Ar gyfer dalen drwchus a thyllau bach, mae ffrithiant wal yn dechrau dod yn bwysig. Defnyddio data prawf ar gyfer dyluniadau critigol.

C: A yw'r gostyngiad pwysau yn wahanol ar gyfer dalen dyllog 304 a 316L?

A: Mae gostyngiad pwysau yn dibynnu ar geometreg (ardal agored, maint twll, trwch) ac ar yr hylif (dwysedd, cyflymder, gludedd). Mae'r radd yn newid ymwrthedd cyrydiad a chryfder, a all newid y trwch a ddewiswch, ac mae trwch yn effeithio ar y gostyngiad pwysau.

C: Sut mae trosi cyflymder dynesiad i gyflymder twll?

A: Rhannwch y cyflymder dynesiad â'r ffracsiwn ardal agored. Er enghraifft, mae 2 m/s yn agosáu at ddalen gyda 35% o arwynebedd agored yn dod tua 5.7 m/s y tu mewn i'r tyllau. Mae'r gostyngiad pwysau yn cael ei yrru gan y cyflymder twll uwch hwn.