Метод відновлення експлуатаційних якостей робочих рідин функціональних енергетичних систем авіаційних транспортних комплексів в квазіпостійному електричному полі

1,5 мкА/мІ, то для часток розміром від 50 до 100 мкм =1, в той це як для часток розміром від 5 до 10 мкм коефіцієнт очистки = 0,7. На енергозатрати мають вплив також напруга на електродах, вміст механічних домішок та фізична природа наповнювача.

Теоретичні та експериментальні дослідження на модульних елементах дозволили встановити найкращі співвідношення конструктивних пара-метрів процесу електроочистки і розробити та виготовити лабора-торний зразок ЕО, який покладено в основу розробленого метода віднов-лення експлуатаційних якостей авіа-ційних ПММ.

Як керуючі параметри процесу тонкої фінішної очистки прийняті: U - напруга на електродах, д - зазор між електродами, Q - відносна подача, V0 - швидкість подачі оливи, с - відносний вміст механічних забруд-нень в оливі.

Аналіз результатів досліджень (рис. 13) показав що існує область найбільш прийнятних сполучень параметрів U і д, відповідно до яких коефіцієнт очистки = 0,98…1,0. Якщо д ? 1,0 коефіцієнт очистки зменшується, тому що зростає витік заряду з поверхні поляризаційного наповнювача. В межах зазорів від д =1 до 1,5 коефіцієнт очистки досягає найбільших значень, якщо напруга на електродах відповідно дорівнює від U = 6,5…..8,0 кВ.

Аналіз досліджень (рис. 14) свідчить, що місце область найкращих сполучень параметрів відносної подачі оливі Q і напруга на електродах U, якщо зазор дорівнює д = 1,5 мм, то коефіцієнт очистки - досягає максимуму і дорівнює = 0,99-1,0.

Рис. 13. Залежність коефіцієнта очищення ш від зазору між електродами д та напруги на електродах U

Рис. 14. Залежність коефіцієнта очищення ш від відносної подачі Q та напруги на електродах U

Лабораторні дослідження розробленого методу відновлення експлуата-ційних якостей авіаційних ПММ і світлих нафтопродуктів виконувалися на лабораторному зразку (рис.15) з електродним фільтропакетом (рис. 5).

Дослідження виконувалися на робочих рідинах - оливах «Гідро-Нікоіл», «Турбо-Нікоіл», трансформаторній оливі, авіаційному паливі ТС-1, пічному паливі ПВТ та дизпаливі.

Підключення лабораторного зразка до об'єкту очищення виконувалося за однобаковою або двобаковою схемами.

Метод відновлення експлуатаційних якостей ПММ передбачає подачу забрудненої діелектричної рідини до вхідного пристрою ЕО, за яким він поділяється плоскими електродами на ряд плоских течій, рівномірно розповсюджуючись по перетину фільтропакету, заповнюючи внутрішній об'єм фільтропакету. Під дією квазіпостійного електричного поля дисперсна фаза забруднить осаджується на поверхні поляризаційного наповнювача з подальшим переміщенням уздовж волокон до зони утилізації - в активний відстійник, звідки й утилізується. Очищена рідина виходить із ЕО через вихідний направляючий апарат та патрубок.

Рис. 15. Конструктивна схема лабораторного ЕО:

1 - пацівок виходу рідини; 2, 10 - бічна кришка; 3 - вихідний направляючий апарат; 4 - опорна ферма; 5 - циліндричний корпус; 6 - багатокамерний відстійник; 7 - сигналізатор наявності вільної води; 8 - перегородка; 9 - отвір зливу відстою; 11 - патрубок входу рідини; 12 - елементи кріп-лення; 13 - вхідний направля-ючий апарат; 14 - електродний фільтропакет; 15 - діелектрична опорна плита; 16 - електрична клема; 17 - високовольтний джерело живлення; 18 - отвір для стравлювання повітря; 19 - електрична клема

Аналіз результатів випробування оцінки ефективності метода відновлення експлуатаційних якостей ПММ в квазіпостійному електричному полі ЕО показано на рис. 16.

Рис. 16. Результати аналізу оцінки ефективності відновлення експлуатаційних якостей світлих нафтопродуктів в квазіпостійному електричному полі лабораторного ЕО

Відповідно до ДСТУ ГОСТ 17216-2004 клас чистоти очищуваних рідин відповідав: авіаційне паливо ТС-1 і трансформаторна олива - 14 клас; синтетична олива «Турбо-Нікоіль» і пічне паливо ПТБ - позакласна рідина з поштучною концентрацією 240650 шт. та 742760 шт. в 100 смі відповідно.

Як свідчать результати випробувань, відповідно до фіксованої подачі рідини на лабораторний зразок ЕО і напруги на електродах від 6 до 8,5 кВ забезпечувалася якісна очистка світлих нафтопродуктів і синтетичної оливи забезпечувалося підвищення класу чистоти в 3,5 рази, а поштучна концентрація забруднень знизилася в «Турбо-Нікоіль» в 24 рази, ТС-1 в 14 разів, пічному паливі в 11 разів відповідно до проб по 100 смі кожної рідини.

Порівняльна оцінка розробленого методу відновлення експлуатаційної якості ПММ подана на рис. 17 та 18.

Аналіз показує, що електроочистка забезпечує більш високу ефективність і тонкість очистки (графік 1 рис. 17) механічні поліпропіленові фільтри (графік 3), ці відповідно фільтру Р-200 фірми «Палл» (графік 2) поступаються розробленому методу. Якщо тонкість фільтрації 5 мкм, то зниження числа часток після електроочистки досягає 300 разів , а кращій з механічних Р-200 лише у 5,6 рази. Метод відновлення експлуатаційних якостей ПММ за домочою електроочистки потребує енергозатрат не більше 200 Вт на 1мі рідини, при цьому перепад тиску на фільтропакеті дорівнює не більше 0,06 мПа.

Розроблений метод відновлення експлуатаційних якостей ПММ дає не лише високі кількісні показники, але дозволяє реалізувати більш високу якість очистки.

Аналіз результатів (рис. 18) свідчить, що коефіцієнт очистки ш залежно від розміру забруднень d у електроочистки вищий (крива 1), ніж у механічних поліпропіленових криві 2, 3, 4.

Для часток d = 1 мкм у ЕО ш вищий у 1,5-1,8 рази, а частки розміром

d = 0,5 мкм видаляються якщо застосовується метод електроочистки.

Наведено також рекомендації до практичного застосування розробленого методу відновлення експлуатаційної якості ПММ у квазіпостійному електричному полі від виробництва ПС і їх експлуатації до виробництва світлих нафтопродуктів і можливості застосування під час виробництва продуктів харчової промисловості.

ВИСНОВКИ

1. Розроблено високоефективний метод відновлення експлуатаційних якостей робочих рідин функціональних енергетичних систем у квазіпостійному електричному полі, який успішно пройшов лабораторні випробування на кафедрі конструкції літальних апаратів НАУ з розширеними експлуатаційними можливостями:

- робочими температурами - до +50є С;

- вихідна концентрація забруднень - до 650 г/т;

- номінальній тонкість очистки 5-10 мкм;

- споживча електрична потужність не більш 200 Вт на 1 мі очищуван-ного продукту;

- гідравлічний опір не перевищує 0,06 мПа.

Розроблено практичні рекомендації до втілення методу відновлення експлуатаційних властивостей робочих рідин ФС у квазіпостійному електричному полі. Прямоточне очищення гідравлічних мастил при оптимальному поєднанні керуючих параметрів дозволяє отримати з позакласних рідин масла, що відповідають 3 класу чистоти за ДСТУ ГОСТ 17216-2004 й 2 класу SAE и NAS, а можливість транспортування забруднень з зони фільтрації в зону утилізації дозволяє застосувати метод відновлення експлуатаційних якостей в технологічних процесах з безперервним циклом роботи.

Результати лабораторних випробувань експериментального повнороз-мірного зразка ЕО показали його високу ефективність.

В основі фізичних явищ руйнування суспензій лежать поляризаційні ефекти, які забезпечують взаємодію поляризаційних частинок механічних домішок з волокнами поляризаційного наповнювача.

Розподіл загального потоку на ряд плоских тонкошарових течій за допомогою електродної системи очисного пакету дозволило скоротити час електрообробки масел, що очищаються.

2. Розроблено експериментальне устаткування для дослідження методу відновлення експлуатаційної якості ПММ, яке забезпечує широкий діапазон варіювання керуючих параметрів процесів електроочистки.

3. Розроблена фізична модель і отримано аналітичне рівняння оцінки ефективності методу відновлення експлуатаційних якостей робочих рідин авіаційних функціональних систем, які дозволяють прогнозувати межу варіювання керуючих параметрів залежно від тонкої фільтрації.

4. Вперше доведено, що в умовах багатокомпонентної системи робочої зони неізольованих електродів працює взаємодія електричних часток механічних забруднень з електричним полем поляризаційного наповнювача.

5. Лабораторні експериментальні дослідження розробленого методу підтвердили наявність впливу керуючих чинників на фінішне тонке очищення мінеральних і синтетичних авіаційних олив і світлих нафтопродуктів.

Установлено, що ефективність розробленого методу відновлення експлуатаційних якостей робочих рідин в 5,68 разів вища за систему механічних фільтрів Р200 фірми «Палл», а зниження кількісної концентрації часток забруднень у 60 разів перевищує поліпропіленові фільтри .

ПУБЛИКАЦІЇ

1. Анализ результатов экспериментальных исследований электро-очистки гидравлического авиационного масла «Гидро-Никоиль» и эффектив-ности работы электроочистителя. / В.В. Гаража, Динь Тан Хынг - К.: Вісник Інженерної академії України № 3, 4. - 2009. - С. 8-13.

2. Аналитическая оценка эффективности работы электроочистителя с волокнистым диэлектрическим наполнителем / В.В. Гаража, Динь Тан Хынг - К.: НАУ, Вестник № 1, 2007. - С. 153-158.

3. The analysis and the trends of electrocleaners development/ V.V. Garazha, Y.P. Davidenko, Dinh Tan Hung - Proceedings of the National Aviation University. - К.: NAU, № 2., 2005. - Р. 45-48.

4. Оценка эффективности разрушения суспензии в квазипостоянном электрическом поле поляризационного электроочистителя/ В.В. Гаража, Динь Тан Хынг - матеріали Міжнародної науково-технічної конференції «Авіа-2009», том I. - К.: 2009. - С. 17.65-17.68.

5. Методики оценки эффективности очистки гидравлического масла «Гидро-Никоиль» от механических загрязнений/ В.В. Гаража, Динь Тан Хынг - матеріали Міжнародної науково-технічної конференції «Авіа-2007» том II. - К.: 2007. - С. 33.75-33.78.

Размещено на Allbest.ru