автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обезвоживание масел методом фильтрации в сельскохозяйственном производстве

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМШИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ СЕЯЬСКОХОЗШСТВШНОГО ПРОИЗВОДСТВА им. В.П.ГОШЧКШ , , - .¡.\к

На правах рукописи

• ФУКС ВЛАДИМИР РУВИНОШЧ

ОБЕЗБОЛИВАНИЕ МАСЕЛ МЕТОДОМ ФИЛЬТРАЦИИ В СЕЛЪСКОХОШИСТВШОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.20*03 «- эксплуатация, воостановлениэ и

ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат

диссертации на соиокание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1991

I

у v |

РсчСот;' выполнена в Томском инженерно-строительном институте на кафедре автомобиле? и тракторов.

- доктор технических наук, профессор Удлер Э.И.

- Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор Рыбаков К.В.

- 'кандидат технических наук Зуев В.И.

- ПО "Агропро»»химия" (Томская область)

Зацита состоится ¿я>~<?а>/л&19(Э1г. в/<~~ часов на заседании

специализированного совета К 120Л2.03 ВМС СССР^в Московском ордена ТрудаКрасного Знамени институте инженеров сельскохозяйственного производства имени В.П.Горячкина по адресу: 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., дом 58 в Ленинской аудитории 15-го учебного корпус£ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институте.

Автореферат разослан " /л " ¿'^ЯЯ1991г. Отзывы просим направлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, по адресу:

127550, Мооква, И"550, ул.Тимирязевская, 58, МИИСП, Ученый Совег.

НаучныС руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

Ученый секретарь специализированного совета К 120.12.03

доцент В.И.Осипов

ОПЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность тегд. Сельское хозяйство является самым маосовым потребителем нефтепродуктов в ввде топлива и насел, которые в процессе транспортировали!, хранения и примзнения подвергается постоянному загрязнению механическими примесями, водой ы другими компонентами. Изучении прсцоссов загрязненич нефтепродуктов в сел*ском хозяйстве посвяаени работы ряда исследогателей. Большое вннмшша уделяется такг:а вопросил разработки средств очистки яе^епрсдуктов от механических примесей о цельи кондиционирования по основным стандартным показателям. Следует отметить, что наименее изучены процессы обезвоживания нефтепродуктов п особенпо масел различного назначения. В этой связи актуальны исследования процессов водоот-двлепня и разработки средств обезвоживания масел, применяемых пря эксплуатации и ремонте сельскохозяйственной техники.

Поль диссертационной работы. Исследовать процессы юдотдале-пия и разработать (Хильтрсционнуо установку для обезвоживания масел, применяемых в сельскохозяйственном производства, увеличить ресурс сельскохозяйственной техники я оборудования путем повыаенкя чистоты масел, увеличить срок службы применяемых масел.

Объекты исследования.Моторное масло М-М^, индустриальное масло И-20Л, комбинированные фильтри-водоотделитохч из пенополиу-ратолоп и стекловолокннстых материалов.

Научная ппгиппа. Впервые на основе аналитического исследования прсцоссов фильтрационного отдаления свободной воды от масел с использованием вероятностного подхода получено обобщонное-математическое описание процесса водоотделепия я на этой основа разработала методика расчета и оптимизации фильтров-водсотдилителей. Разработала тацг.о мотвматичоская модель трехслойного полимерного аг-ладра-зодсотделителл, применимая для расчета и оптимизации его конструктивных параметров.

Практическая ценность работы. Полученные математические модели, а также разработанные рекомендации по конструктивному оформлению фильтров-водоотделителей применимы для создания многоступенчатых установок для обезвоживания масел на различных этапах их применения в условиях сельскохозяйственного производства.

Реализация результатов. Результаты работы реализованы при создании опытных образцов фильтровальных обезвохиваших установок, применимых на неф-госкладах сельскохозяйственных прсдирглтпй, на ремонтных предприятиях и в других отраслях народного хозяйства. ¡Лото-дики и программа расчета фильтров-водоотделителей внедрены в практику проектных организаций.

Апробадгд. Основные положения диссертационной работы долояоны, обсувдены и одоброны на:

- Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика рационального использования горюче-смазочных материалов и рабочих жидкостей в технике", г. Мяасо, 1985г.

- Отраслевом совещании "Проблема и перспективы развития П/О "Томский нефтехимический комбинат", г. Томок, 1387г.

- Научных семинарах кафедр "Автомобили" и "Автомобильный тран-опоргг" Томского •шкенерко-строительного института в 1984-1991г,

Публикации.Основные положения диссертации опубликованы в у печатных работах.

Объем работн.Диссегугация ооотоит из введения, пятя разделов и' общих выводов и рекомендаций. Работа в целом содержит 133 страниц 41 риоунок, таблиц, библиографии из 10В наименований п 4-х приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Загрязненио а очистка нефтепродуктов применяемых в усло-шях сельскохозяйственного производства.Цель я задачи исследования, [ист от б нефтепродуктов, применяемых в условиях ссльскохозяйствен-¡ого производства сутаоственно влияет на наяехшость сольокохозялст-)еяной техника, на расход нефтепродуктов, а тшсле экологию. Габо-"ами Г.Ф.Большакова, 1С. 13,Рыбакова, Б. П. Коваленко, К. II.лулпибг.па, ).И.Удлера, А.П.Сешрпина, В.И.Зуева, Л.В.Симонеяко и других ис-¡ледователей установлено, что загрязненность нефтепродуктов ишот юсто практически на всех этапах их доставки и применения. Это )бусловлено многообразием причин и источников образования загряз-19ляй в .нефтепродуктах. Большинство исследователей установили,что юновными 'компаненташ загрязнений япляютоя механические примеси [ вода. Механические примеси вызывают интенсивный износ трусшхся [ар механизмов, забивку золотниковых устройств гидросистем, плуя-герных пар и т.д. Вода, присутствующая в нефтепродуктах, ухудшает а низкотемпературные свойства и снижает смазывашле, антикорро-шонныв и другие свойства масел.

Анализ литературных источников позволил сделать вывод о том, [то одним из эффективных способов очистки нефтепродуктов является :>1ш>трация, Фильтрационный метод очистки прост, достаточно эффективен и надежен. Однако, применяемые для очистки нефтепродуктов ) сельском хозяйстве фильтры не обеспечивают качественную очистку ;ефтепродуктов от механичоски;: примесей и особенно от воды.

В этой сизл определены следующие задачи исследования:

- изучить степень обводненности нефтяных масел в условиях !9льскохозя!"ственного производства и ремонтных предприятий Томной области;

- провести аналитический анализ гидравлики и прспесса раз-

деления водомаоляных эмульсий многослойными пористыми фильтрами и на этой оонове разработать основные предписылки для построения математической модели многослойного фильтра-водоотделителя;

- разработать методы экспериментальных исследований и эксплуатационных испытаний масляных фильтров-водоотделителей;

- провести лабораторные исследования фильтрационных материалов и многослойных фшльтров-водоотделителей по гидравлическим и водоотделяющим свойствам;

- разработать математическую модель фильтра-водоотделителя

и провести экспериментальную и расчетную проверку её адекватности;

• - на основе полученной математической модели фильтра-водоотделителя разработать программу и методику оптимизации фильтра- водоотделителя на ЭВМ;

- разработать общую схему и конотрукпшо многоступенчатой фильтрационной водоотделяющей установки, применяемой для обезво-

.кивания нефтяных маоел г условиях сельскохозяйственного производства;

- провести эксплуатационные испытания и внедрение водоотделяющей установки в сельское хозяйство о оценкой экономической эффективности.

2. Теоретическое исследование процесса сГильг рационного отделения свободной водц от насел.Процесс фильтрационного отделения свободной диспергированной воды от масел является стохаотичеоким д достаточно сложным. Поэтому, согласно существующих представлений, он разбивается на следующие отапы: задержку и осздвние мякрока-пель воды в порногой среде; коагуляцию, укрупнение капель и вынос шс из фильтра; осаждение капель и вывод их в отстойную зону фильтра-водоотделителя. Рассмотрим указанные механизмы в их взаимосвязи. На основе вероятностного подхода с позиций физической химии получено следующее выражение для оценки начального коэффициента эффективности

4

СОДЕРЛШП? РАБОТЫ

I. Загрязнение и очистка нефтепродуктов применяемых в условиях сельскохозяйственного производства.Поль и задачи исследования. Чистота нефтепродуктов, применяемых в условиях сельскохозяйственного производства существенно влияет яа яалехшосгь сельскохозяйственной техники, на расход нефтепродуктов, а так~э экологпо. Работами Г.Ф.Большакова, К.В.Рыбакова, Б.П.Ковалонко.КН.лулдкЛша, З.И.Удлера, А.П.Сомврнлна, В.И.Зуева, Л.В.Сдмононко других исследователей установлено, что загрязненность нефтепродуктов имеет место практически на всех этапах их доставив и применения. Это обусловлено многообразием причин и источников образования загрязнений в .нефтепродуктах. Большинство исследователей установили,что ооновнымя 'компанентамя загрязнений яиляэтоя механические примеси я вода. Механические примеси вызывает интенсивный износ трущихся пар механизмов, забивку золотниковых устройств гидросистем, плунжерных пар я т.д. Вода, присутствующая в нефтепродуктах, ухудшает их низкотемпературные свойства я снижает смазыватлэ, актякоррозионные я другие свойства масел.

Анализ литературных лоточников позволил сделать вывод о том, что одним из эффективных способов очистки нефтепродуктов является фильтрация, Фильтрационный метод очистки прост, достаточно эффективен я надежен. Однако, применяемые для очистки нефтепродуктов в сельском хозяйстве фильтры не обеспечивают качественную очистку нефтепродуктов от мехаяичоских прямосой и особенно от воды.

В этой евзи определены следующие задачи исследования:

- изучить отепвяь обводненности нефтяных масел в условиях сельскохозяйственного производства л ремелтных предприятий Томской области;

- провести акзлптдчоскнл анализ г;иревляк;: л прспесса раз-

деления водомасляных эмульсий мнсгоолойными пористыми фильтрами и на этой ооновв разработать основные прадпвсылки для построения математической модели многослойного фильтра-водоотделителя;

- разработать методы экспериментальных исследований и эксплуатационных испытаний масляных фильтров-водоотделителей;

- провести лабораторные исследования фильтрационных материалов и многослойных фильтров-водоотделителей по гидравлическим и

■ водоотделяющим свойствам;

- разработать математическую модель фильтра-водоотделителя

и провести экспериментальную и расчетную проверку её адекватности;

• - на основе полученной математической модели фильтра-водоотделителя разработать программу и методику оптимизации фильтра- водоотделителя на ЭВМ;

- разработать общую схему и конструкцию многоступенчатой фильтрационной водоотделяющей установки, применяемой для обезво-

,кивания нефтяных маовл я условиях сельскохозяйственного производства;

- провести эксплуатационные испытания и внедрение водоотделяющей установки в оельоное хозяйство р оценкой экономической эффективности.

2, Теоретическое исследование процесса Фильтрационного отделения свободной водц от масел.Пооцесо фильтрационного отделения свободной диспергированной воды от маоед является отохастичеоким и достаточно сложным. Поэтому, согласно существующих представлений, он разбивается на следующие атапы: задержку и осавдекие микрокапель воды в пористой среде; коагуляцию, укрупнение капель и вынос их из фильтра; осаздение капель и вывод их в отстойную зону фильтра-водоотделителя. Рассмотрим указанные механиэмы в их взаимосвязи. На основе вероятноотного подхода о позиций физической химии получено следующее выражение для оценки начального коэффициента эффективности

4

фильтрационного отделения микрокадель воды из пасла как относительной массы задержанной в порах воды однослойной пористой перегородки:

ГД0 р = ЗУ^Я . 2 + т30-Зсш&

-Уф

Е&есь: с{к - средний начальный диаметр микрокалля воды; 2)П1 средний размер пор; - вероятность задержки осевших капал;

\/ - расход масла; ~)> , -'кинематическая вязкость и плотность масла; , ¿г^ , Н - размеры фияьтроэлемента; <£)^ .поверхностное натяжение на гран;ща "вода"-"масло"; ^ - коэффициент трения капля о стенки пор.

Полученная теоретическая формула (I) позволяет анализировать влияние характеристик процесса ф ил'.т рации на коэффициент отфильтровывался диспергированной воды из масла.

Задержка шкрокалель води и осатденяв юс в многослойном фильтра протекает со взаимным влиянием процессов водоотделения, проходящих в смежных пористых порогородках. При этом, если в начальны,'! период работы фильтра теоретическая эффективность хпздой из перегородок определяется формулой (I), то общий коэффициент водоотделения трехслойного фильтроэлемонта предлагается определять по формула

гдо уЯ, , уЗ, , уЗ, - козффпциэнты увеличения начальной эффективности водоотделения отдельными слоями в процессе фильтрации;

О», • 7 -> I - начальная эффективность водоотделения первого,

с с-^

второго и третьего слоев Фильтра (рис. I).

После выхода скоагулированных капель из фяльтроэлеменга наступает процесс их гравитационного ссачцения в зазоре мехду кор-

а)

Рпс. I. Зависимость эффективности водоот-деления от временя: а - однослойная перегородка из СТВ; $ 4тм и - трехслойная перегородка ППУ-Э0-130 + + СТВ + ППУ-Э0-130

6

пусом и фильтрсэдементом. Условие осакдения глобули воды а отстойную зону корпуса ваглчдиг так:

Ш ^ Ь^ , ^ .

где со - скорость осадоипя глобул поди; - скорость потока

я кольцевом в агоре мвлсду улттроэлсмонтем и корпусом.

На осноге этого неравенства получено условно, ограничивавшее тшбор соо'гнои'бпия диаметров корпуса к фшьтроэломентов из условия обеспечения гравитационного озатденш глобул

72

Т1

Iй

(4)

При описании лтдрпвлкчеокях свойств фильтров-встоотделпто-лзй ва основу йчз принят принцип наложения гкдралютескях потер:» во всех элементах '^п'-тра, количестве);чая сцепка которых одслана

зз работах Э.И.Удлера. Гидравлическое сопротивление многослойных цилиндрических фильтроэлемонтов определялось по формула

= № й

где Дрр - перепад давления на фяльтроэлементе; К9 - эквивалентный коэффициент проницаемости многослойной цилиндрической перегородил, определяемых по формуле

(6)

Полученные теоретические результаты, после их экспериментальной корректировки, позволяют разработать расчетную модели процесса отделения воды из маоел, применимую для создания фяльг-ров-вадоотделигелей.

3. Методики экспериментальных исследований. За основу при разработке экспериментальных исследований приняты дейотяувш'Э стандарты. Массовое содержании воды в масле определялось гддрид-кальциевым методом по ГОСТ 8227-57, дисперсность воды исследовалась микроскопическим методом. Для испытания однослойных и многослойных фильтров-водоотдолителей разработана комплексная мотоди-^а^ включашая гидравлические испытания на эффективность водоот-деления. Стендовые испытания фильтров-водоотделителей выполнялись на основе методики, изложенной в ГОСТ 14146-79. Методика эксплуатационных испытаний основана на определении ресурса фильт-ра^водоотделителя в зависимости от объема обезвоженного масла,

а также определения эффективности водоотделеяия и тонкости фильтрация. Дисперсный состав тверди:-: механических примесей определялся о„помоли> прибора (¿0-112/3.

4.«Лабора.трр|,ыс исследования обводненности масел 7. водоотдв-ляшо; г-гЗльурээлем'ектчв. Дополнительно к иззестяым нсслпдогакллп

в области загрязненности масел экспериментально установлено, что в индустриальных я моторных маслах, применяемых на сельскохозяйственных и ремонтных предприятиях Томской области, уровень обводненности в среднем составляет С,5730 % по массе. При этом в цистернах автозаправщиков обнаружено до 2,5 % ов об одной воды. Исследования: дисперсного состава свободной воды в маслах показали, что на различных объектах размер микрокапель колеблется в широких пределах (10...120 мкм и более). При этом средний размер капель составляет 80,..100 адм.

С целью отработки конструкций водоотделяющих фильтроэлемен->'ов исследовались известные я перспективные лорлотке материалы, которые одновремевдо о очисткой смазочных жидкостей от механических примесей обеспечивают отделение свободной воды. Испытания проводились в две. этапа: на первом определялись гидравлические характеристики ж коагулирующие свойства однослойных фильтроэлемэнтов, а на втором - многослойных.

После исследования гидравлических и коагулирующих свойств однослойных фильтров для дазьнэйаих исследований использовалиоь пенополиуретан ППУ-Э0-1о0 и стекловолокно СТВ, как материалы, наиболее удовлетворявшие по гвдравличеоким свойствам и эффективности водоотдедения.

Аналиа результатов испытаний показал, что эффективность во-доотделеяия однослойными пористыми перегородками изменяется во времени. Начальному периоду соответствует определенная эффективность водоогделения (начальная эффективность), которая до определенного времени возрастает, а затем резко понижается до эффективности, незначительно превышающей начальную. Затем цикл повторяется вновь. Это объясняется пориодическим выдавливанием води г.з пор; при этом диаметр глобул превышает начальный диаметр микрокапель, поступающих в перегородку. Установлено, что наиболь-

иве влияние на гидравлические потери оказывают удельный расход и степень обжатия. Толщина перегородки существенного влияния не оказывает. Поэтому удельный расход необходило регулировать, а степень обжатия перегородка не дол::ша превышать 2...3.

Испытания показали, что все перегородки обладает высокой эффективностью водоотделешш, которая составляет от 83,1 до 97,8 % (масс.) для различных комбинаций перегородок. При этом с увеличением толщины перегородки при постоянной степени обяа-тия я с увеличением степени обратил перегородки эффективность обезвокиванаг. повышается. При этом возрастает гидравлические потери.

Для двухслойных (ППУ + СТБ) и трехслойных (ППУ + СТВ +ППУ) перегородок, также, как я для однословных, определялись коэффициенты коагуляции . На основе обработки экспериментальных данных .для двухслойной комбидации получено:

Д -1, 21 + 0,124 пг , (7)

где Р2 - коэффициент коагуляция микрокалель а двухслойной перегородке, состоящей из ППУ я СТВ; пг - степень обжатия перегородки из СТВ.

При определении коэффициента коагуляция капель в трехслойной перегородке принимался аналогичный подход как для опроделе-яия . Получено:

Д - 1,63 1-0,115лл > (8)

где - степень обкатил конечно" перегородки из ППУ.

По результатам испытаний сделан вывод о необходимости применения трехслойно"; коагулирующей перегородки, состоящей их друх слоев ППУ, обпимахшк слей стекловолокна СТВ. Такая кембк-нация позволяет народу о высокишводо отделяющими свойствами подучить хорошие результаты по очистке масел от механических при-

месей.

Результаты теоретического исследования процеоса водоогде-ления по.рлтыми фильтра!,щ, а тавхе результаты лабораторных испытаний многослойных фильтроэлементов использованы для разработки математической моделях фильгра-водоотдолителя, представляющего собой комбинацию концентрических порегородок, совмещенных согласно схема, представленной на рис. 2. Фильтр представляется в виде комбинации перегородок толщиной , , , выполненной из ПШ", СТВ, ППУ, соответственно.

Математическая модель рассматриваемого фильтра-водоотдрли-теля включает систему уравнений, комплеконо описывающих эффективность водоотделения и гидравлику в аавиоимости от различных параметров, свойств масел, диспергированной воды и конструкции фильтра. Такая модель представлена в виде двух блоков, включающих уравнения, описывающие эффективность водоотделения и гидравлические свойства комбинированной перегородки. Разработанная математическая модель проверена на адекватность по - крлтери (критерию Фишера). Результаты проверки показали ее адекватность экспериментальным данным я применимость для выполнения соответ-

слвунаш расчетов.

Рис. 2. Схема трехслойного, фильтра-водоотделителя ■

Г

Ж

г/г

5. Разработка установки для йпльтрзнионного.обезвоживали^ масел. Применяемые в настоящее время оредства фильтрации масел не удовлетворяют требованиям по эффективности очиотки от механических примесей и практически но отделяют воду. В связи с этим , разработана комбинированная фильтраняо.чная установка для обезвоживания и тонкой очистки масел. Обшил тпщ установки представлен на рис. 3. Установка состоит из фил1тра1, электродвигателя 2, насоса 3, электромагнитного клапана выпуска егдц 4, пульта управления 5. Все элементы смонтировали на рамо 6.

Для создания всдоотделяшего узла, имеющего высокую эффективность подо отделения в рамках применяемых фильтрационных материалов и конкретных условий эксплуатации, на основании математя-чоской модели составлена программа расчета п оптимизации оолоп-пых конструктивных параметров водостделяшого фильтроэлемонта па ЗВМ с вцдачей на почать эффективности ведсотделоввя ^ , перепада давленая лрр , степени об.татил фильтрационной перегородки , , /г , толщины слоев шторы , сГг , сГ3 . Конструкция и основныо геометрические параметра разработанного с помезшэ ЭЕМ водо.отделягае?о фильтроэлемонта нршзедеян на рис. 4. В качестве второй ступени (тонкой очиотки)используются бумаетые фил.ьтроэлементы "Реготмас-463-1-19". Установка оснащена различными вспомогательными узлами, з том число устройством для автоматического слипа зодм из отсто'пой зоны корпуса фильтра.

Зксплуатаыиошше испытания," проведенные з совхозах Томской области, показали высоко эффективность и надежность установки. Характеристика эксплуатационного ресурса и качестээншпс показателей устансвки показаны яа рис. 5. Скономическцй эффект от применения уст сновки состагп 31,45 гос, руб. яа одлн гряктор Т-15'ЯС. Оп складывается из езкеа^з.чня затрат на чрнсброгеппе магла за счет -урелаченля ого срока службу к ремонт технп'л.

р-м

о /

У?

о в

в о ,,, ч ------

№ ¿С ¡7 36 к? 400 ¿00 600

ДШ/

до

60

Ш 20

№ ъо 60

20 О

Рис.1!. Характеристика эксплуатационного ресурса и качественных показателей установки

овцяз и ржоыацдош

Изучена степень обводненнобти нефтяных масед в условиях ельскохозя!1стгенных и ремонтных предприятий Томской области, .ополнительно к известным исследованиям экспериментально уота-овлепо, ^то в индустриальных и моторных маслах, применяемых а ремонтных и сельскохозяйственных предприятиях Томской облго-и, уровень обводненности в среднем составляет 0,573 % (масс.), ри этом в цистернах автозаправщика содержится до 2,5 % (масс.) в об одной воды.

Проведен анализ гидравлики и пропесса разделения водомао-лных эмульсий многослойными пористыми фильтрами, показывающий, то гидравлику многослойных фильтров можно описывать введением

понятия эквивалентного коэффициента проницаемости по 'закону дарси. Процесс задержки, ооаздения и коагуляции микрокапелл воды в многослойном пористом фильтре рассмотрен как цепь взаимосвязанных процессов, протекающих в каздой пористой перегородке. Иа оспове веооятностных процессов осакдения и задеркки шкрокапель воды в порах с учетом поверхностных явлений получены теоретические формулы для оценки эффективности водоотделения многослойным фильтром, учитывающие стохастический характер водоотделения.

Разработаны методы экспериментальный исследований маоляпых фильтров, о помощью которых изучены гидравлические, задерживающие и водоотделяющие свойства однослойных и многослойных цилиндрических перегородок из пенополиуретана и стекловолокнкстых набивок в различных комбинациях. Установлено, что компромиоными по гидравлике и эффективности водоотделения для маоея являются перегородки из ППУ-Э0-130, Наибольшая эффективность достигается использованием трехслойных комбинаций перегородок из пенополиуретана и стекловолокна. Эта комбинация рекомендована для разработки многослойных фильтров-водоотделителей. Подтвержден экспериментально изученный теоретически циклический характер работы как однослойных4 так и многослойных фильтров по эффективности водоотделения.

Разработана и построена математичеокая модель многослойного фильтра-водоотделителя, которая применима для инженерного расчета и оптимизация средств фильтрационного обезвоживания масел. Показана адекватность полученной математичеокой модели к результатам эксперимента по гидравлике и обезвоживанию масел.

На основе полученной модели фильтра-водоотделителя разработана программа и методика оптимизации фильтра-водоотделителя на ЭВМ.

600 ¿00

Рис.4. Характеристика эксплуатационного ресурса и качественных показателей установки

вШ1 80 60 40 20

О

№

до

60

-4/1 -20

О

оицж вшюди ¡1 РЯКО.'.ИЩШП

Изучена степень обводненности нефтяных масел в условиях ¡ельскохозяйственных и ремонтных предприятий Томской области. Дополнительно к известным исследованиям экспериментально установлено, ^то в индустриальных и моторных маслах, применяемых 1а ремонтных и сельскохозяйственных предприятиях Томской облао-■и, уровень обводненности в среднем составляет 0,573 % (масс.), [ри этом в цистернах автозаправщика содержится до 2,5 % (масс.) ;вободной воды.

Проведен анализ гидравлики и процесса разделения водомао-шных эмульсий многослойными пористыми фильтрами, показывающий, но гидравлику многослойных фильтров можно описывать введением

понятия эквивалентного коэффициента проницаемости по 'закону дарои. Процесс задержки, осатдения и коагуляции микрокапель воды в многослойном пористом фильтре рассмотрен как цепь взаимосвязанных процессов, протекающих в каждой пористой перегородке. На основе вероятностных процессов осакдения и задержки ыикрокапель воды в порах о учетом поверхностных явлений получены теоретические формулы для оценки эффективности водоотделекия многослойным фильтром, учитывающие стохастический характер во-доотделения.

Разработаны методы экспериментальный исследований маоля:;ых фильтров, о помощью которых изучены гидравлические, задерживающие и водоотделяющие свойства однослойных и многослойных цилиндрических перегородок из пенополиуретана и стекловолокнистых набивок в различных комбинациях. Установлено, что компромяоными по. гидравлике и эффективности водоотдоления для маоел являются перегородки из ППУ-Э0-130. Наибольшая эффективность достигается использованием трехслойных комбинаций перегородок из пенополиуретана и стекловолокна. Эта комбинация рекомендована для разработки многослойных фильтров-водоотделителей. Подтвержден зкепе-риментальяо изученный теоретически циклический характер работы как однослойных, так и многоолойнкх фильтров.по эффективности водоотделения.

Разработана и построена математическая модель многослойного фильтра-водоотделителя, которая применима для инженерного расчета и оптимизации оредств фильтрационного обезвоживания масел. Показана адекватность полученной математической модели к результатам эксперимента по гидравлике и обезвоживанию масел.

На основе полученной модели фильтра-водоотделителя разработана программа и методика оптимизации фильтра-водоотделителя на ЭВМ.

Разработана общая схема и конструкция двух вариантов установка, обеспечивающих обезвоживание и тонкую очяотку масел в производительностью 0,6...3 мэ/ч, :что соответствует требуемому диапазону производительности переработки масел для сельскохозяйственных предприятий. При создании фильтрационных уотановок для обезвоживания масел, применяемых в сельскохозяйственном производстве, оледует придерживаться компоновки 4ильтроэлемен-тов о последовательным расположением ступеней.

На основе разработанной методика проведена эксплуатационные испытания установка в нефтехозяйствях сельскохозяйственных предприятий, а также в цехах главного механика Томокого нефтехимического комбината, которые показала, что уотановкл типа ФВМ-10-01 при длительной эксплуатация сохраняв! высокие показатели по эффективности водоотделения а тонкости ¿[ялырацвя как в склздскях, гак я в цеховых условиях.

Экономический эффект при использования фяльтрационнных уотановок для обезвоживания масел в сельскохозяйственнш производстве образуется за счет продления срока службы масла я повышенвя падежноо.тя техники. Экономический эффект от ясполь-зованая установки за расчетный период 10 лет сосгязял 31,45 тыс.руб. на одян трактор Т-150К.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ 3 РАБОТАХ:

I. йялояоеоэ П.П., Фукс В.Р., Кадочникова М.В. Совершен-

ствование системы оччетка масла турбокомлрессориого оборудова-

ния/ Теория и практика рационального использования горвче-сма-зечкых материалов и рабочих жидкостей а технике. Тзз. докл. Всесоюзной лаучно-техн. конференция. - Челябинск, 1985, с.57.

2. Разработка системы очяоткя масла импортного турбоксмп-рессорного оборудования: Отчет о научно-дселедгвательской работе/ Тшск. инк.-отроит, ин-г, Руководитель л.'длер Э.И,

№ ГР 01 84.00£7481. - Инв. № 02870030658. - Томск, 1936. - 105 С.

3. Удлвр Э.И., Фукс В.Р. Фяльтроэлементы для тонкой очистка масла технологических компрессоров/ Проблемы и перспективы развития ПО "Томский нефтехимический комбинат". Тез. докл. Отраслевого совещания. - Томск, 1987, с.55-56.

4. Исследование я оптимизация процессов очистка топляз a масел на объектах ПО "Томский нефтехимачеокий комбинат": Отчет о научно-исследовательской работе/ Томск, яня.-строит. JJH-S. Руководитель Удлер Э.И. № IT 018600934Г2. - Инв. К 02890028655. - Томск, 1983. - 143 о.

5. Удлер Э.И., Финченко Н.И,, Фукс В.Р., Рябов С.И. Установка для тонкой очистки масла с обезвоживанием/ Проблемы и перспективы развития ПО "Томский нефтехимический комбинат". Тез. докл. Отраслевого совещания. - Томск, I9Ö9, 0.48-49.

6. Установка для отюткя мпсла от механических примесей а воды/ Удлер Э.И., Финченко Н.И,, Фуко В.Р., Петров Г.Г. Томок, инк.-строит. ян~т, 1989. - 5 с. - Доп. в ЩШТИхимнефте-маш 6.06.89, Jí 2016.

7. Разработка установки я технологии восстановления вакуумных масел, применяемых в насосных агрегатах АБХА-2500: Отчет о научно-исследовательской работе/ Томск, лик.-строит, ян-т, Руководитель У,т,лар Э.И. № ГР 01 890005605. - Инв. 02910030774. - Томск, I9SI. - 172 о.