автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Очистка масел в сельскохозяйственном производстве с применением гидродинамических фильтров

г*«»! г г- 1 я

московский ордена трудового красного знамени институт инленеров СЕЛЬСКОХОгйЮТВЬЪНОЮ производства гс'йй з.п.юрячкина

На правах рукописи

Байрамов Мехрали Бахриевич

очистка масел в сельскохозяйственном производстве с применением шродикаг/йческйх фильтров

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертгции на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992

Работ* н-ллолкска на га^здро "Транспорт п сельскохозяйственно:: производстве" Московского института инженеров сельскохозяйственного производства им. В.П.Горячкина

Научны:": руководитель: Заслукски? деятель науки и техники

РС5СР, доктор технических наук, профессор К.В.Рибакоз

доктор технических наук, профессор В.П.Коваленко

Социальные оппонэнтн: докаср технических наук, профессор

Некрасов С.С.

кандидат технических наук Евдокимов А.Ю.

Веду организация: Росударстпекнк," нау^но-ксследовагельский

институт ре!.."он:а к эксплуатации шпшнно-тракторного парка /Г0С1ИШ1/

¿сп.г.ш состоимся " иШУЕ__1992 г. ь часов на

л-'ск:::: сп<~цгал:;с::ро".ап1;ого с.огэта К 120.12.03 и Московском игстк.'у'.'с иняекероз с-ельскохоэ г"стлонного произеодегга км. З.П.Горячгпна по адресу: 127550, Москва И-550, ул. Ткиирязевска. д. 58, ЖНСП, Учеьи» совет.

С дисссртацио" кодагс ознакомиться в бпблитеке 155ЙСП.

Автореферат разослан " мая___ 1992 г.

У"0}г-1." секретарь е::е1:кат,:"кроЕанного совета кандидат окономг-геских наук доцент

В.И.Ссинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Акт7альность_теш.Одним из основных факторов, характериэу- ■ вщих качество смазочных масел и оказывающих огрошоо влияйте на их эксплуатационные свойства, является уровень их чистоты. Этот показатель может существенно ухудшаться, что увеличивает расход масел при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте сельскохозяйственной техники, снижает эффективность использования масел, ограничивает возможности их применения по прямому назначению. По- . этому восстановление качества масел путем их очистки и обезвоживания является важной народнохозяйственной задачей, которая может быть решена путем создания принципиально новых устройств,обеспечивающих удаление из масел одновременно механических загрязнений и эмульсионной воды и обладающих высоким ресурсом работы за . счет саморегенерации фильтрующей поверхности.

Актуальность теш диссертационной работы подтверждается ее включением в отраслевую научно-техническую программу OCX. 71 Гос-агропрома.

Цель__работы. Разработка эффективных методов очистки масел от, механических загрязнений и Ьоды.

Объект_исследовалкй - средства очистки и обезвоживания смазочных' масел, основанные на комбинированном использования фильтрационных, водоотталкивающих и' гидродинамических явлений.

Нед;одака_ис'следозаяий включает изучение загрязненности масел, математическое.моделирование процесса гидродинамической очистки, оптимизацию параметров очистителей с применением методов планирования эксперимента, лабораторные, стендовые и эксплуатационные испытания разработанных устройств, экономическую оценку результатов..

Научная новизна работа. Получены математические зависимости, описывающие процесс'гидродинамической очистки н обезвоживания сма-зочш-'х масел, на основании которых предложены принципиально новые* устройства для одновременного удаления из масел механических загрязнений и эмульсионной воды.

Новизна разработок защищена авторским свидетельствами.

Практическая_ценно£ть £або.ты заключается в разработке на Основе теоретических п эксплуатштионпых исследований нового типа гидродинамических фильтров для очистки й'Ьбоезопизания масел. '

Дути_реализ£1ряи работы. Результаты исследований могут быть' использованы в сельскохозяйственных: и ремонтные предприятиях агропромышленного комплекса, а также в смежных отраслях, где эксплуа-_

тируются маслопотрзблящие машны и оборудование - на транспорте, в машиностроении, в горной промышленности и т.д.

Внедрение. Разработанные устройства внедрены в Кунградском РАПС республики Каракалпакил, на ремонтных предприятиях и в хозяйствах Казагропрома, на Московском научно-производстЕвнном объединении НИОЛИК.

Ацробадия.Основные положения диссертационной работы обсуж-• дены и одобрены на научно-технических конференциях М5ШСП ¡¿м.В.П. Горячкина в 1Э8В-1991 г., на научно-техническом семинаре "Материалы для монтажных работ и регистрации видеоинформации", г. Львов, 19Э0 г., на научно-техническом совета Чуйского ремзавода, ст.Чу,1990 г., на техническом совещании в Павлодарском облагро- 1 прока, г.Павлодар, 1991 г.

Публикации^ По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в тем числе 5 авторских свидетельств' на изобретения. к ■ ■

Структура и объем £абО£ы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, об:цих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена па 160 стр. машинописного текста, включает 36 рисунков и 20 таблиц. Список литературы содерит 113 наименований, приложения стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе рассматриваются работы, посвященные загрязненности масел и методам их очистки. Исследования в области обеспечения чистоты маоел проводили Б.И.Барышев, П.Н.Белянин, Г.И.Борисова, И.Д.Гаркупа, М.А.Григорьев, В.П.Коваленко, В.Н.Коновалов, А.В.Ленский, К.В.Рыбаков, Г.А.Рохпевский, О.С.Некрасов, В.Я.Ск-рицкий, З.Л.Фянкеяьйтенн и многие другие ученые. Анализ литературных источников, патентной литературы и конструкторская документации показал, что езлагсгвуюшко средства очистки масел не вполне отвечают тргбопатгям, предъявляемы'^! к этим устройств»-* при их эксплуатации г сельском хозяйстве. Гравитационная очкегкэ масел треб}от дяитвдьяого времени, фильтрование связано частым техтпеским обслуживанием очистителей для замены или промчвкз фальтругявге оледеню:--, оборудование? для иентробежной очистки ¡шлет значительную якерге'Зивкость нуждается в хваяифшарочаяном обслугггвэиа:;, очистка ^ электрическом поле недостаточно разработана для спро.чого иг-к-сютеского применения, а очистка в магнит-

ном поле может использоваться только в довольно узкой области.

Многих этих недостатков отсутствуют у гидродинамических фильтров, в которых сочигяется удаление иг масла загязпеьтш с помощью фильтрования его через пористую перегородку и использований при этом гидродинамического эффекта, обеспечивающего саморегенерацию фильтрующей перегородки и повышение тонкости очистки. Разработала теория гидродинамической очистки ншцсостеК от твердых частиц для очистителей со статическим и роторным филътроэлементами.При этом исследовался только один тип фильтрушюн перегородки - металлическая сетка квадратного плетения с размером ячейки 80 мкм. Для выбора оптимальной конструкции гидродинамического фильтра представляют интерес зависимости эффективности работы этого устройства от типа фильтрующей перегородки и размера ее пор. Из устройств применяющихся для удаления из масла эмулсиоккой воды, максимальной надежностью обладают пористые водоотталкивающие перегородки, изготовленные из гидрофобного материала или имебщие гидрофобные покрытие, что препятствует прохождению капель воды через перегородку. Недостатком существующих водоотталкивающих перегородок является невозможность их автономного использования для обезвоживания масел из-за блокирования пор перегородки микрекапллми эмульсионной воды, в связи с чем обычно они применятся в сочетании 'с имеющими сложную структуру коагулирующими перегородками, на которых происходит укрупнение этих микрокапзль. Такая конструкция значительно усложняет изготовление водоотталкивающих устройств. Весьма перспективным представляется исследования механизма обезвоживания масел с использованием водоотталкивающей, перегородки при воздействии гидродинамического эффекта, обеспеччвакиего удаление микрокапеяь воды с поверхности перегородки.

Для достижения поставленной цели работы необходимо решить' следующие задачи:

- исследовать фактическую загрязненность смазочных масел, применяемых в сельском хозяйстве;

- обосновать выбор гидродинамических фильтр-? в для очистки .т обезвоживания масел;

- разработать математические модели процесса гидродинамического фильтрования и обезвоживания;

-провести оптимизация параметров гидродлнргического фильтра для. очистки и обезвоживании масел;

- обосновать конструкцию и■ разработать ме-гоявку расчета устройств для предварительно? очистки масел;

- разработат лабораторный станд и методику испытаний гидродинамических фильтров;

- провести экспериментальные исследования фильтрующих й водоотделяющих материалов и выбрать пористый материал для фильтрующей перегородки гидродинамического фильтра;

- провести лабораторные исследования гидродинамического фильтра и экспериментально проверить оптимальные режимы его работы;

- разработать опытный .образец установки для очистки и обез- . воживания масел и провести ее испытания в эксплуатационных усло-виях;-т

- оценить экономическую эффективность применения установки для гидродинамического фильтрования и обезвоживания смазочных масел..

Вторая_глава_посвяпена теоретическому анализу работы роторных гидродинамических фильтров, целесообразность применения которых для очистки и.обезвоживания смазочных масел обоснована в результате рассмотрения различных конструкций фильтров с регенерируемой фильтрующей перегородкой. Изучение технических характеристик пористых материалов дало возможность выбрать ря" перегородок с различной тонкостью очистки в статических условиях /5,10 и 15 мкм/, что позволяет определить эффективность гидродинамического, фильтрования в зависимости от этого параметра. Для исследования процесса обезвоживания масел выбрана, гидрофобная пористая перегородка из металлической сетки, покрытой фторопластом.

Расчет роторного гидродинамического фильтра сводится главным образом к выбору оптимальной частоты вращения фмльтроэлемента, "обеспечивающей максимальную тонкость очистки, но нэ вызывающей .появления завихрений" жидкоси на фильтрующей поверхности, возникновения центробежных потеков и других явлений, снияакщих эффективность гидродинамического фильтрования. Наибольшее отрицатель- • ное влияние на процесс гидродинамического фильтрования оказызают появление вблизи вращающейся поверхности фильтроэлемента вихрей Тейлора. Условие их появления при течения жидкости между вращающими Сл цилиндрамш-'.определяется значением критерия Тейлора

Г,= -^¡/^ VI г 3 шч Ъ = Ш /1/

где // - окружная скорость ротора, м/с; Я - внутренний радиус фкльтрозлемента! м;р - вязкость масла, ё - расстояние мек-ду корпусом и фпльтроэлймвнтом, м; оТ - частота вращения фильтро-элешпта, 1/с.

о

Практически вихри Тейлора в пограничном слоо жадглата у поверхности фильтроэлемента возникают при значительно большой частоте вращения, что объясняется уменьшением толшнни пограничного слоя за счет отсасывания части жидкости через пористую перегороц-ку вследствие наличия перепада давления на перегородке. Решив систему уравнений течения пограничного слоя жидкости фильтрующей перегородки с учетом явления отсасывания и сделав соответ*". гвую-;цне подстановки, получим:

аЗ - /2/

где - максимально допустимая частота вращения, 1/с;<2 - пропускная способность фильтра, м3/с; - длина фильтрующего элемента, м.

Другим фактором, ограничивающим частоту вращения фильтроэле-монта, является величина дополнительного перепада давления, расходуемого на преодоление инерционности жидкости, вызываемой этим зращением. Значение этого фактора учитывается фор^лой

где^Я- перепад давления, МПа,,.в - плотность масла, кг/м3.

В качестве предельно допустимой частоты вращения выбирается меньшее ее значение, полученное по формулам /2/ и /3/.

Важным эксплуатационным параметром гидродинамического фильтра является тонкость фильтрования. Скорость частицы, ■ находящейся над поверхностью филътроялемента, является векторной результи рующей трех скоростей: нормальной , осевой , и скооости , вызванной вращением фильтроэлемента. Рассмотрев систему уравнений, описывающих эти скорости, и производя необходимо преобразования, имеем

,7 =[- + г мвУас+4

кр 1 ^Щ^Т

где С - радиус поры, - плотность чостины, кг/м3;м - рассто-

яние немцу порам, м; ^ - кояйфштиент полученный экспери-

ментально. •

При выборе привода для роторного гидродинамического фильтра целесообразно использовать энергию поте иа фильтруемой жидкости, что мо ет быть достигнуто использованием реактивного привода. т) .йдч значения момента-сопротивления ротора при его вращении б жидкости г уравновчливявдего его реактивного момента, возникающего в результате истечения" жидкости из сопел, определим требуе-

мыи перепад давления на сопле

где - скорс '.ть истечения жидкости из отверстия, м/с; - радиус, на котором расположены сопла, м^у« - коэффициент расхода сопла,с/-диаметр сопла, м.

Сделав подстановки, получим формулу для определения расхода жидкости через два сопла

. <? /6/

Высокая загрязненность очищаемых масел может привести к снижению эффективности работы гидродинамического фильтра. В связи с этим целесообразно использовать устройство для предварительной очистки масла. Анализ различных конструкции очистителей показал, что наиболее ,1ростым и экономичным способом удаления загрязнений из масла при их высокой концентрации является гравитационная очистка.

Предложен метод расчета плавающего устройства, обеспечивающего отбор масла в резервуаре из верхних, наиболее чистых слоев и его дополнительную очистку с помощью пакета конических тарелок, выполняющего роль динамического отстойника.

Необходимое количество тарелок при заданной пропускной способности оределяется'из вражения:

)Г)йе /7/

вГптт- ;.

где I - длина образующей тарелки, м;?>.,?ЙН - соответственно наружный и внутренний радиусы тарелки, м; П - число тарелок, шт; ос - угол наклона тарелок, град.

Расчет габаритных размеров поплавка производится, исходя из условия равновесия действующих на него выталкивающей и гравитационной сил всех элементов конструкции плавающего приемника.

Для определения эффективности отделения эмульсионной воды гидродинамическим фильтром с водоотталкивающей пористой перегородкой принимаем, что механизм взаимодействия микрокапель воды с перегородкой аналогичен процессу гидродинамического отделения твердых частиц, однако следует при этом учитывать гидрофобные свойства пористой перегородки.

Разделение воды и масла на водоотталкивающей перегородке происходит вследси :е возникновения в ее порах пленки, образующейся под воздействием поверхностного натяжения на границе раздела фаз "вода-масло" и препятствующей попаданию воды и пору. .7.асло будет протекать ч-зрез эту пору беспрепятственно, так как в этом случае отсутс-

твует поверхность раздела и поверхностная пленка не образуется. Так как гидрофобный материал, из которого изготовлена фильтрующая перо-городка, образует с водой в присутствии масла краевой утол 180°,при которой капля воды обладает минимальной поверхностной энергией,требуются значительные усилия для ее продавливания в пору.

Для определения критического перепада давления, при котором начинается прохождение води через пористую перегородку, может применятся выражение

¿ЛМ "¿77 -Л Ркр$П ■ /В/

где <[ - медаазно^ поверхностное нятятепко на границе раздела "вода-масло", )\/\\\¿n -длина лягуи контакта фаз "вола-'чзсло"по периметру поры, %\¿P,P - критически» перепил давлении, Па; 5л - площадь сечения поры, м^.

Для круглой поры уравнения /8/ принимает вид:

Ар = /Ёа/

Решая это .•¡'равнение совместно с уравнением /3/, получки валича-ну частоты г-рокения, при которой капли води но будет проходить чорзз пориступ перегородку и будет удаляться с ез поверхнос.-л

.и) = -12!» /Р/

JZ^

•В третьей главе рассматривается методика эксперименташшх исследований гидродинамически:: фильтров. Для этих ис.следовануй разработан лабораторный стенд, конструкция которого позволяет определять гидравлические характеристики фг.иьтро элементов, полноту и тонкость фильтрования, ресурс работы;

Гидравлические • характеристики различных Филыр/ощкх- перегородок определялись на незагрязненном масле в статических'условиях. Пропускная способность перегородки определилось пои шести значениях ' перепада давления а диапазоне 0,l-;¡,ú ívlíía.

Определение эффективности очистки масла осуществлялась на суспензии, содержащей кварцевую пыль в количестве 0,5'? по массе.

Определение эффективности обезвоживания масла осуществлялось на водомаслянои эмульсии различной концентрации.

Условный ресурс рг ^оты фильтра определялся па и^куственно загрязненного масла.

Эксплуатационные- испытания установки для .гидродинамическго фильтрования производились с цель;} определения ресурсной характеристики гидродинамического фильтра на масле, содеруаи^м естественные загрязнения, в двух режимах р боты - тонкой очистки от механических загрязнений /с фильтрующей перегородкой из се-.ки 80/720/ и одномре-

мзнкой очистки и обезвоживания /с фильтрующей перегородкой из сетки 0071, иь.ающие фторопластовое покрытие/. Испытания проводились при расходе масла для режима очистки - 90 л/мин, для режима очистки и ' обезвоживания - 20 л/мин, при частоте вращения ротора 1/с.

Четве£тая_г£(ава_ посвящена рассмотрению результатов лабораторных исследований, которые включали определение физико-химических свойсте отработанных индустриальных масел в ремонтных предприятиях агропромышленного комплекса, определение фильтрационных показателей и гидравлических характеристик пористых перегородок, исследования процессов Гидродинамического фильтрования и водоотделения, определение оптимальных параметров режима работы гидродинамического фильтра с применением многофакторного планирования, ресурсные испытания гидродинамического фильтра на искусственно загрязненном масле /определение условного ресурса работп/.

Для определения загрязненности было отобрано 85 проб отработанных масел И-20А. Содержание механических загрязнений колеблется от 0,11 до ?.,15# по массе, а содержание воды - от 0,03 До 0,124$.

Анализ дисперсного состава загрязнений показал, что размеры частиц колеблются в широком диапазоне, причем количество частиц размером 1-5 мкм достигает 450 тыс.'"т/мл, чтр составляв? 76,6?» от общего их числа, а количества частиц размером свыше 70 мкм находится в пределах от 800 до 1200 шт/мл, т.е. около 0,2^ ог общего количество частиц.

Полнота фильтрования и тонкость отсева при исследовании фильтрующих перегородок в статическом состоянии составила: для материала ФНО-о - 5-10 мкм с полнотой фильтрования 95$, для материала ФНС-Ю -10-15 мкм с полнотой фильтрования 0,5?, для сетки 80/720 - 15-20 мкм с полнотой фильтрования 96$ и для сетки 0071 с фторопластовым покрытием - £0-65 г.йш с полнотой фильтрования 95"?.

Гидравлические характеристики фильтрующих перегородок представлены на рис'Л. Удовлетворительными показателям! обладают .матери" алы ФНС-10, сетки 80/720 и 0071 с фторопластовым покрытием. Исследований влияния конструктивных и эксплуатационные факторов на процесс гидродинамического фильтрования проводились на лабораторном стенде. Рассматривались такие факторы, как частота вращения ротора, температура масла и структура /характерный размер пор/ фильтрующей перегородки. Испытания каждой перегородки проводились при постоянном перепаде давления на фильтре и концентрации механических загрязнений в масле С,5%. Определялись массовое содержание к дисперсный состав 'загрязнений. Зависимости тонкости фильтрования от ч-\сто-

ты вращения ротсра приведены га рис.2.

Структура материала учитывается введением коэффициента К, которой характеризует гидродинамический эффект при использовании соответствующего материала к зависит от частоты вращения ротора. Эта зависимость представлена на рис. 4. Физический смысл без-разиерного коэффициента К заключается в том, что сн является мерой отношения тонкости очист.;и фильтрующего материала в статических условиях и при наличии гидродинамического эффекта

Си}

/10/

7Г 7Щ S Í Згз аГ5-гдтстз-¿T

РисJ Лидранличеекие характеристики

фильтрующих перегородок: 1 - ФНС-3; 2 - ФНС-10; 3- - сетка 80/720:. 4 -сетка 0071 с фторопластовым покрытием.

тяеЖт - тонкость очистки /размер частиц, задерживаемых фильтрующим материалом при полноте очистки 98$/, мкм;сЛ> - то ке при наличии гидродинамического эффекта.

Проведенные эксперименты по изучению влияния какого-либо с,~;ю-го фактора на процзсс гидродинамического фильтрования не позволяют определить оптимальные технологические режими работы разрабятывае • мой установки. Для решения этой задачи проводился мкогофактсрный П

4

ПК*

эксперимент с одновременным исследованием влияния частоты вращения ротора, температуры масла и характерного ряз-мера пор. Па основании результатов предварительных экспериментов частота вращения ротора выбрана в пределах 34252 1/с, температура масла в б пределах 293-333 К, а ха-S0 По но 200 о7,о' 220 рактернкй размер пор - ü, lü

1—---- О 1 1

¡^г г — *

Г > С ---г

JL__ - Г —-t—^

L 7 ' в Р=-г L-—т—-1

—

Рис.2.Зависимость тонкости фнль- а 15 глат/ матери&лы ÍHC-5;

трозания от частоты вращения рс— 1'"НС—"j.O и сегка 60/72Ц/. Лля

тора для материалов: 1 - ФНС-5; описания оптимальной области

2 - КС-10; 3 - сотка 80/720. с традю повторноотямд tís-J рз

ализован трехуровневый план Бокса-Бенкина 2-го порядка. Критериями оптижзацик являлись тонкость очистки и пропускная способность фильтра. Полученные уравнения имеют вид: ^

.Уг = о,9660 + 0,омгх,*- О, -О,ог 2.

Г <),ООКХгХ3- 0,0/00 - 0,00?вх1 ;

/и/ /12/

где :<г, Х2 и Хд - кодированные значения Факторов - соответственно чаосты вращения, температуры масла и характерного размере пор.

Гля расчетов использовалась ЭВМ ДВК - 2 с алгоритмическим языком "Бейсик, Анализ результате!) многофакдоряого эксперимента осу-^ 1__ . __ щестзлялся путем нахождения ус-

П

и

¿.о У

• . ч \

—У—a ... \

^^—

Ya

\

лоьных экстремумов гра.;.ячоскюа методом, с помощью двухмерных се-■rfinni'". При этом решалась комдро-.шюсная задача - нахождение значений, дающих наилучшую тонкость фильтрования при максимальной пропускной способности фильтра. Результаты представлены на рис.4 ¡i 5. Из приведенных данных видно, 1° По Тбо zoo u?c"' z«o что с увеличением частоты вргице-Рис.З. Зависимости значения ко- ния ротора до l*í0 1/с носгиналь-эффициента К от частоты вращения ная тонкость фильтрования рас-ротора для матер/алов: 1 - ФНС-5; тет, а затем, начинает умень-2 - 5HG-10; 3 - сетка 80/720: 4 - шаться, что объясняется возннк-' сетка 0071 с фторопластовым пок- гонением вихрей, снижающих прорытием. * дольную с :орость потока жидкости. С повышением температуры тола пропускная способность фильтра растет, а частота вращения ротора злияет на этот показатель-незначительно.

Номинальная тонкость Фильтрования повышается с уменьшением характерного размера пор независимо от структуры'материала, из которого изготовлена фильтрующая перегородка.

В результате; установлено, что для получения номинальной тонкость очистки 5-10 мкм с полнотой отсова при использовании фильтрующей перегородки с характерным размером гюр 15.мкм рекомендует-

£9Ъ

Рис.4.Зависимости но;/скальной тонкиста фильтрации и пропускной способности фильтра. от частоты вращения ро -тора и температуры масла: а - при Х^- -1; б - Х3= 0; в - при Х3= 1.

ся следующий режим работы гидродинамического фильтра: частота вращения ротора 130-170 1/с, температура масла 313-333°К. Эффективность одновременной очистки и обезвоживания с помощью . гидрофобной пористой перегородки определялась при содержании в масле эмульгированной воды до 0,7% по массе. На рис.и представлены зависимости содержания воды ^ масле от частоты вращения ротона, тем- , пературы масла и продолжительности процесса очистки.

Рис.5. Зависимость тонкости фильтрования и пропускной способности фильтра от частоты вращения ротора л характерного размера пор при-

= 0.

цв

-2

Определение ресурса работа гидродинамического фильтра ссущост-влялась п дьа этапа. Пврзоаачелъяо определялся сг*£.нг?ель:ш.': г -л. -сс

работы фильтра в статическом состоявши /при частоте вращения, равной нулю/ н при вращении ротора с оптимальной частотой /130-170 с-1/, а затем проверялась эффективность чериодическсй регенерации фпльтро-элемекга путем кратковременного повышения частоты вращения /до 250

1/е/ при возрастании перепада давления на фильтре выяе допустимого /0,23 МЗа/. Полученные зависимости представлены графически на рис.7, и 8. Полученные данные показывают, что благодаря использованию гидродинамического эффекта ресурс работы фильтра увеличивается более чем в 2 раза при оспользовании сетки ^0071 с фторопластовым покрытием и в двадцать раз при использовании сетки £80/720. Периодическая регенерация фндьтроэлемента путем кратковременного повышения его частоты вращения в два раза по сравнению с номинальной позволяет практически полностью восстановит:, гидравлические свойства пористой перегородки.

Пятая глава пос-

_ Л " » 6 g io '<г, ыип

Рис.ь.Зависимости содержа-

ния воды в масле от частоты вращения ротора, температуры масла и продолжительности процесса очистки: 1 - при 333°К; 2 - при 313°К и 3 - при 2ЭЗ°К. «иг •т

41

вящена разработке установки для гидродинамического фильтрования масел, ее эксплуатационным испытаниям и внедрению ре_ зультатов выполненных

Jí tiro J

исследовании.

Рис.7.Ресурс работы гидродинамического филь-- Эксплуатац/онные тра при использовании: 1 - сетки .'Щ()71 с _ испытания установки фторопластовым покрытием: 2 - сетки Jíi0/720. проводились с целью

определения эффективности очистки масел с реальными загрязнениями и нахождения ресурса ее работы а этих условиях. Результаты ресурсных испытаний приведены на рис.З.

масел: 1 - насос; 2 - 3 - электродвигатели; 4 - емкость для чистого'масла; 5 - гидродинамический фильтр; 6 - электрический нагреватель; 7-8-9-10 - краны; 11 -манометры; 12 - емкость для отработанного масла; 13 -напорный шланг; 14 - сливное устройство; 15 - заборный шланг.

о ¿во Ьоо ¿гю Бес 10СЭ Цоо ¿,рс ООО Но? ¡ООО 2*2оо 2(.)о Цсо ¿ТОЧч ; ,

Рис.9. Ресурс работы установки для гидродинамического фильгро-■ вания при эксплуатационных испытаниях с фильтрующей перегородкой из сетки Л80/720. .

ОЩЛЕ ЕЫВОДЫ

1.Анализ физико-химических показателей отработанных сгазочних .масел в сельскохозяйственном производства показал ьгсоксз содержание з них механических загрязнений /до 2,1$ масс ./и агтасиокг.оР води /до 0,14$ масс./, что требует создания высокоэффективного уст- ; рсйства для очистки и обезвссы ;аяия этих масел.

. 2. Задача очистки и обезвоживания смгзсчшх масел а счльскохсз- , яйствешкм производства наиболее рационально бит;, реим-

на с использованием гидродинамического фильтрования, являющегося принципиально иозкы методом очистки нефтепродуктов.

3. На основании теоретического анализа работы роторного гидродинамического фильтра разработана математическая модель процесса гидродинамического фильтрования с учетом явления отсасывания кид-кссти через пористую перегородку, найдены расчетные зависимости для определения оптимальной частоты врадегая фильтроэлемента и нахождения тонкости фильтрования при различных параметрах потока жидкости, размерах и структуре фильтрующей перегородки,

4. Исследованы возможности использования энергии потока фильтруемой жидкости для вращения ротора гидродинамического фильтра и найдены формулы для расчета гидродинамического фильтра с реактивным приводом.

5.Обоснована необходимость создания устройства для предварительно:«: очистки масел перед их гидродинамическим фильтрованием. Разработано плавающее приемное устройство для установки в расходном резерзуаре с использованием процессов статического отстаивания загрязнений в емкости и. их динамического отстаивания на пакете конических тарелок; найдены расчетные -зависимости для определения основных параметров устройства.

6..Разработана методика исследований процесса гидродинамического фильтрования с использованием .фильтрующих перегородок различной структуры и создан лабораторный стенд для проведения этих исс- • лэдований.

V. Экспериментально подтверждено, что тонкость счисткр .масла улучтиазтея при повышении'частоты вращения ротора гидродинамического фильтра. Установлено, что при частоте вращения 170 i/o тонкость очистки у материала C-RC—5 - 2мкм; у материала ФНС-10 - 4,5 мкм; у сетка Гв 30/720 - В мкм.

8. Экспериментальное исследования процесса гидродинамического обезвоживания'масла показали, что при использовании в качестве фильтрущей перегородки сетки & 0071 с фторопластовым покрытием содержание водь в масле снижалось с 0,7 % до 0.G25 % по массе.

5. В результате проведения планирования шогофакторного эксперимента определены оптимальные технологические режимы работы уста-1ЮВ1.:-;',длч гидродинамического. фильтрования масел.

10. абераторнпми испитаннями по определению ресурса работы гидродинамического фильтра установлено, что интенсивность роста гидравлического соцрогш«влкя на фильтрующей перегородке при ксполь-