автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Выбор и обоснование параметров воздухоочистителя малогабаритного сельскохозяйственного агрегата с разработкой технологии восстановления

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНИЫЯ ТЕХНИЧЕСКИЙ УЮ-ГВКИ^П Р-Т СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РТБ Ой

. <- «иа Нн приьах руке лисп

I О П(>» ь

ДЕНИСЕНКО Сергей Анатольевич

УДК 61)1. 43

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШЗДУл'ХЧМСТ'/ЛЕЛЛ МАЛОГАБАРИТНОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА С РАЗРАБОТКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Специальность: 05.20.03 - эксплуатация, вс^стадоЕ.пение и ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации'на соискание ученой степени кандидата технических наук

Харьков-1994

Работа выш^-л.а в Уарькоьог.о}.: госудь^с'тнс»/« 1ег<»ш,-ск'.>>. университете сельского.хозяпетьа.

• Г ^

Научный руководите^-: 1С. т- и.,' г.ро'&с^ер И. Г. '

Официальные оппоненты: достой технических ваук, лрофэсоор

Коващ и. 4.

' йктенко В. А.

Ведущая организация: Голсьг.оо стш^.вд^ого.-.нс* кинотрук-

торско? буро по двигателям онгаев 'гэхюстк (ТОУХХ,), г/л&рых-ю .

-М« о/

.Н'ЭУ! г. согет'.

Зааига яисеургэдии солгогггся

в __часг». па эагедагии спеп:г;»!окро£г.а-.)го.

ПИЮ. С-8. 01 по прзеу.пшшк!,. учеьой,' стегшш- кандидата аехпичэсг-и Ьаук прм Харьковспсои государоть'-пиом технкчссио:.. уииьирсктето сельского хозяйства по адресу: '310078, г. Харыюв-73,. ух. Артема, < Отзывы в д!-ух экземп-пярах, заверенные печатью, просим направлять ученому секретаря слешшьтлзирокшного совета по адресу: 310070, г. .Харьков-78, ул. Арто.кц, 44, УГТУСХ-'

С диссертацией иоййо ознакомиться в окблютею Хзрькэеского государственного технического уштерсигеага сел гкого хозяйства.-Автореферет разос-пая " .¿//'" _,_ 190 ¥ г. .

Учений секретарь специализированного сонета, • профессор .

ё,

л. с. ]

ЧС-.'ОЬ

\

СК2?.Я ДОЖГШЗШД РАГ01Н

Ага'уальпосго теми, Б связи о разработкой национальной прог-р:лош Украход к оогдгккем ызлзгабаритяих сельскохозяйственных аг-рсгутоп для мсхаяигсгш ручных рабо? па подсобных и Фермерских хозйг*»си с использоршик!.« ка них фораддоБанкцк двигателе,'? стационарного вягуе.чгиия, яеяркзяоссс'лэниых к работе в пыльных условиях, . ?са;шк£са- ррс&мка V.-/, долговечнее« при работе в условиях с дозсльга высокой и :.зм5яяк2ейся а сярсккх пределах запыленностью бозпу.щ, в.е. ЯII Попоуарева, м. а. Григорьева

й лр- усхапсЕлгно. что одяаи иг р.??ер-?оз попьеония долговечности является улучшение зацгй тругзпсся деталей двигателя от абразивного износа. Возйух«-очяоти7?ли доджа обладать высокой эффективность*) счиегки, низким ас"рэз!п?о.,шч':-с:си?{ сопротивлением, значительной йылееь«к>с?ь», йебольж!5! ргзн?р&\<и, удобством обслуживания, |;плся ?рудое!-;;лс?ыэ сболул;р"ншг и дсгтупкоис-.шз его проведения и при "том зэ э.-грезкягь скругж.-^я ерэду. .Создание ташх ьоздухсо"ла'с!ггелсй аяллес'ся дегзл&ио техническая проо-

' лекой. . ' '

В !;г;стс.тр,?е гремя отсутствуй? мз^одл проектирования возяухо-счиетителег:, удовлетворявших вк^эперечизде:«*"» требованиям,а нри-узгшею.е 5: •здухооч'пегк-гелз;, каз? правило, стгсчз»? липь отдельны« из нл", 1г;с.з рздв случаев снижает ресурс дзига-еля или увеличивает трудоемкость технического обзлуанваиия.

Для улучшения ишзшшх покайател-эЯ необходимо разработать для р2зиих условий эксплуатации • наиболее рациональную кснструвдга воздухосшстителя.

Для о^екгиЕкого. использования воздухоочистителей имеет ке-галоваласе гнгчоике сохранение работоспособности их при эксплуатации, для чего необходимо разработать экологически чистую технологи» ?ехвичеекого обслугшшкя а- ремонта.

■ Зтоку и иоедягеяз лкссертааиоинэд работа, что определяет ее ¿етуальиость.

Цель работ». ^заработка конструкции вьаолазффективного воэ- • духоочкетителя для гкодхешю ресурса двигателей минэтехнкки и'ре-¡«»йидацкй по йосстаковяениэ для сяидоша эксплуатационных затрат.

Объектом иаслепований аоохукж воздухоочистители стационарных двигателей Д-йОО, УД-2Г» я др., уетаяозмкжяыз на малогабаритных салэскохсзяйотгч-зкмх ограгатах и разработанные новые конструкция гзсздухоочпстгггег^г!, пр?дзазяачганые для легких и тяявлых

условий работы.

Ллл гсшения поставленной цели е работе сформулировано -следу-■ ищи? основные задачи-.

1. I заработка технических требовании к качеству очистки воздуха для воздухоочистителей маг ^габаритных сельскохозяйственных агрегатов и критерия качества очистки воздуха.

2. Разработка методики испытаний воздухоочистителей в стационарном потоке, равноценных испытанию, в пульсирующем потоке.

3. Экспериментальные исследования воздухоочистителей всех типов, применяющихся на малогабаритных сельскохозяйственных агрегатах, на эффективность очистки и пылеемкость, их сравнительная оценка и определение границ целесообразного их использования по |фйтерию качества очистки воздуха. I

4. Разработка математической модели и проведение теоретической оценки влияния сопротивления воздухоочистителя на мощность одноцилиндрового двухтактного карбюраторного двигателя типа Д-ООО, применяющегося на малогабаритных сельскохозяйственных агрегатах.

5. Выбор типа воздухоочистителя для разных условий эксплуатации.

6. Разработка математической модели для обоснования конструктивных параметров воздухоочистителя и проверка ее на адекватность..

7. Разработка технологии технического обслуживания и ремонта воздухоочистителей.

8. Разработка методики оценки эффективности моющих средств для фильтровальной бумаги в процессе мойки и выбор из них наиболее предпочтительных по критерию качества мойки.

9. Оценгл эффективности предложенного технологического процесса восстановления воздухоочистителей.

Научной новизной диссертационной работы являются следующие положения, которые выносятся на эапшту:

- обоснование и разработка технических требований к качеству очистки воздуха для малогабаритного сельскохозяйственного агрегата; - '

- методика проведения испытаний воздухоочистителей в стационарном потоке, равноценных испытанию в пульсирующем потеке;

- новые экспериментальные данные по воздухоочистителям стационарных двигателей »«апогабаритну* селлс дсг5-а"р~га-

и .их опенка;

- разработка математической модели для оценки влияния ссщ, тиЕления воздухоочистителя на мощность двигателя ;: обоснована допустимых величин сопротивления воздухоочистителя:

- методика расчета эффективности циклона, сод-эржаш -го фильтр-патрон с бумажным фильтрующим элементом (ЕГО) с цель* прогнозирования его характеристик;

- новые данные об условиях,работы воздухоочистителя мзлом-баритного сельскохозяйственного агрегата при его эксплуатации';"

- предложенный критерий качества мойки &КЭ и новая метод« ■ оценки эффективности моющих средств для фильтровальной бумаги

Практическая ценность исследований, выносимых на защиту- разработка и предложение 2-х конструкций воздухоочистителей для двигателей малогабаритных сельскохозяйственных, агрегате.г для различных условий эксплуатации;

- разработка и предложение экологически чистой технологии ремонта воздухоочистителей,- а также ее внедрение.

Апробация. Результаты исследований докладывались на V и VI Межгосударственных постоянно действующих научно-технических сект нарах "Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутрен него сгорания в АПК СНГ", проходивших в Саратовском институте механизации сельского хозяйства (СИМСХ) п 1992, 1993 годах, ви Владимирском политехническом институте (БПИ) в 1990 г. .а также на ежегодных научно-методических конференциях ХЛМЭСХ снин- ХГТУСХ1.

- Публикация. Основные положения работы, резулгтаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в четырех печатных работах;

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения с рекомендациями, списка использованных источников, включающего 7в наименований, и приложения, включающего описание . технологического процесса восстановления фильтровальных патронов на 23 стандартных формах. Текстовая часть изложена на ЛЗЬ страницах машинописного текста, иллюстрирована 29 рисунками, содержит 26 таблиц.

' СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной р.ч боты, изложены новизна и практическая ценность теоретически/ I-экспериментальных исследований, выносимых на защиту.

- б■-

^„О-'Р^Я.ЕЯ^Ж^'? 'Лан анализ типов и конструкций воздухоочис- : "".по. применявшихся на малогабаритных сельскохозяйственных аг--!глх. рассмотрены условия работы п влияние пили на работу дви-•■; >>!еи. обоснованы технические требования к качеству очистки • ■я.чг'ха я предложен критерий качества очистки воздуха для возду-•••■шстпгелей.

вопросами воздухоочистки занимались такие ученые стран СНГ, н. ф. Почтарев, В. Е. Мае в, Н. Н. Пономарев, М.С. КоренеЕ, Р. А. Дъ-В. А. Кихтенко, 1й П. Хлебников, Г..П. Дворовенко, Г.Ю.Степанов, V А. Абдулгазис, А. 1,1 Эфепдиев, ЕЛ. Байбарин, В. Б. Сухшщмколлести-гу ИДТИ, НАМИ, ШЩИ, ГСКЕД, а также зарубежные ученые. Однако, г( 'ди известных нам работ ист исследований • воздухоочистиелей для ^и.читехники.

Анализ отечественных и зарубеяшх источников, проспектов, конструкций и типов воздухоочистителей, применяювдхсл на малогабаритных сельскохозяйственных агрегатах, -показал, что в зависимости от выполняемых ими операций и от региона эксплуатации в г_-с.',и;ом конкретном случае используются различные типы и конструкции воздухоочистителей.

Двигатели малогабаритных сельскохозяйственных агрегатов из-за низкого расположения работают в условиях повышенной загрязненности воздуха, в котором находятся частицы минеральной пыли, различные отходы (полова, солома и др.), сала, влага и др. В рассмотренной литературе указывается, что в зависимости от условий работы наиболее характерный уровень запыленности воздуха вокруг входного патрубка" воздухоочистителя сельскохозяйственных тракторов находится в пределах (0,0005-0,5) г/м3 ; при работе трактора мощностью 18,38 кВт на пахоте величина запыленности достигала 0.2 г/м-3 , на пахоте на высоте 25 см от земли запыленность была я г/м3; средняя запыленность при работе другого колесного трактора •"оставляет около 0,007 г/ы^ , а максимальная - 0,017 г/м-3 . Личные по запыленности воздуха при работе малогабаритных сельскохозяйственных агрегатов в литературе не приведены, так (гак отсутствуют исследования по этим вопросам.

Частицы пыли, поступающие в двигатель вместе с засасываемым иппдухом, вызывают абразивный износ гильз цилиндров, поршневых "-олец, поршневых пальцев, а износ этих деталей зависит от характеристик проникавмой через воздухоочиститель пыли: размера частиц, их концентрации, абразивных свойств и твердости. Так, из литературных источников • известно, что при одинаковом ме.сссгом и* --и кчт.г-е' нерадива мпксимальны* износ вызывают чгспщы ра*\?ром гУ Iо *г го мсм.

Технические требования к качеству очисти« ьозду>:а в^ау*«.-чистителями тракторных и комбайновых двигателей сши г?гй1«.- а;и рованы стандартом. ОСший кээМицирит пропуска иш,.: воздухоочистителем должен Оыть не болг* О,Г « при и'шмышмд ¡> : стандартной пыли. Технические требовании к качес тру очистки р .( духа для малогабаритных сельскохозяйственных агр^гаюь 1и* | ботаны. Имеется и "другие подходы к оценке кячестка ечк'.тки ьп:-^ ха, рассмотренные в диссертационной работе. Так, H-ini.it.v-r, г литературе приводится допустима неличина пылеьой нагруьки V, и-: г пыли в час на 1- литр рабочего объема цилиндра дли сед. ¡ни сельскохозяйственных тракторов ( рис. 1). Раееь' т шс&па при". <н. 'тельно к диапазону чисел оборотов двигателя Д-5СС пр-д-лыша ¿и-вень пылевой нагрузки. В качестве критерия клчесгвэ счистки I . духа после воздухоочистителя сил принят уровень ьштн^Ч'.'« 0,001 г/и3 (технически чистый воздух; после всэлухлчкет-лл : учетом перспективы ужесточения требований малор^сурсних Лс» гателей на основании проведенного анализа литературных ил^чни ков.- Для этого случая применительно к двигателю Д-ХО оши ыягся йены расчеты, результаты которых пскаааиы нн рис. 1. но следу»«;.»» формулш,г.

где: ^ - 0,001 г/м5 - допустимая залыл-нност! возлуха после воздухоочистителя;

Ун - рабочий объем двигателя Д-Г;00;

С) - часовой расход воздуха двигателем, опрел-ля-.'мыи и„ Формуле:

' п -

Ч~ Ю6Г ■ с.:)

где: Т - 1 - тактность для двухтактного двигателя; ^ - 0,55 (принимаем) - коэффициент наполнения; п - обороты коленчатого вала, об/мин. Как видно из рисунка 1, при принятой запыленности воздуха после воздухоочистителя 0,001 г/м3 допускаемая пылевая. нагр>йг.а С"М1 V», ) не превосходит рекомендуемую 0,12.5 г/г ч * л) и шмдухоочие телъ удовлетворяет этим рекомендациям.

Если для наыего случая запыленность воздуха долила быть п.. уровне-0,001 г/м3 , то тогда допускаемый коэффициент пропуска 11 ( £. ) воздухоочистителя равен:

- в -

Е = 100% =5,9% , . (3)

"V - 0,017 г/м3 - запыленность на входе в_ воздухоочиститель для легких условий эксплуатации. Па рисунке 2 приведена расчетная зависимость допускаемого ■¡оэффициента пропуска пыли воздухоочистителем от предполагаемого, наиболее характерного изменения запыленности на входе в воздухоочиститель. '

Используя данные этой зависимости, можно определить границы использования воздухоочистителей, зная их коэффициент пропуска пыли, при различной запыленности воздуха на входе, обеспечивав выходе из воздухоочистителя технически чистый воздух, вследствие ¡его износ трущихся деталей двигателя Судет почти безабразивным. Предложенные методика и критерий качества очистим были использованы для анализа.

Второй раздел посвящен исследованию образцов воздухоочистителей всех типов, применяемых на малогабаритных сельскохозяйственных агрегатах, анализу типов и конструкций воздухоочистителей применительно к малогабаритному сельскохозяйственному агрегату (инерционно-масляный с периферийным подводом воздуха (двигатель УД-25 тракторов Т-010, Т-012 производства ХТЗ), инерционно-мас-лян1ый с осевым подводом воздуха ■ косилки производства Чехии и Словакии, сухой тип с М8 (двигатель производства Болгарии), сухой контактного типа в виде пластины пенополиуретана (двигатель Л-300), циклоны различных типов); разработке методики испытаний воздухоочистителей в стационарном потоке, равноценных испытанию в пульсирующем потоке, сравнительным испытаниям в постоянном потоке отобранных воздухоочистителей с учетом пульсаций.

Особенностью работы воздухоочистителя на одно- и двухцилиндровом двигателях является пульсация воздушного потока во впускной системе, поэтому средняя скорость йоздуха за период цикла меньше средней скорости воздуха за период всасывания. Для апроксимации скорости за период всасывания и подбора соответствующей формулы были использованы экспериментальные данные, которые и были обработаны при помощи синусоидальной кривой. Эти результаты показаны >;-\ рис. з. Из данного рисунка видно, что синусоидальная функция ■ гтаточло хорошо описывает течение воздуха:

У = |: | Б!и 35ГХ| (4)

• г';глосование составляет 1,65 7.) и она принята для определения гя воздуха при испытаниях воздухоочистителя одноцилиндрового

ЯВ'.гГВТЭЛЯ! При ДСПуПЮНИИ

•V ■ t 1

V - - ; У--; X ~цкклз;

•7тв t ' , ;3

гдл: X, У, V, t - текущие координаты,

в'зогениз для у -действительно .при о < ж й / /Л , а при ¡УЗ ^ принят раЕНШ кулю. Тогда -Ц^тГтв ,

a ICtf =• л , .

пе: Ь%- средняя старость за., период- всасывания; 'Jm!{ - ерздкяя скорость за период ШЯИЗ.

■СредниА уточз:епшЛ расход воздуха двигателем с учетом пуль-сг'В!й д.чя п:,!.г.ош».л-ядрового четарзхкиспюго двигателя будет описан &:?:ix?prn>i 3 3 Q-.p. , а м-нжимальньй Q*,ax ~ '4? ;

дг. i двухцилиндрового четырехтактного иди однодажндроного двух-тг.гл'г-го с;-".-;:,утсчлептай расход воздуха с учетом пульсаций бу-сдпсаи Е!фа.г,з1тном Qe^si, >» § <3«а ,. а каксюодьный -~ Qcp. • При проведении испытаний нспольэовалзсь стан-

.„...„,.„„ г.... пут»,. , . - . '

»'егугстеги пропзденких •сраввнте.лыяя испытаний на э#гктив-''.-.т!- ov:.»';;;! ч пплззг.пязсть; по единой мзтодикз всех отобран;;.;« во.здухсо'и'.езктолей с учотсм пульерзшй представлены на рис. л и pro. О, Нэ рисунков видно, что каядал конструкция дэздухоо-;

•шзтитегя. при " использовании продяоягпкого' критерия ютества очкетга воздуха, моззет эксплуатироваться с ограниченном диапазоне пылевых условия, а при большой згяшениооти, которая мотет иметь «сто"при работе малогабаритного агрогата с почвоосрабатызахяшми орудиями, :й! олка иа ксегедовашшх конструкция воэдухсочизтителей на удовлзтвер^ет техническим требованиям к очисткс воздуха, поз-то:-у необходим разработка новой конструкции. .

Третиз. р?.?тх-л пооепцзн .разработка конструкции циклона для мздой пшшдоннге::;! и исс-тэдованко' его характеристик применительно к дв^агелз Д-oGQ. '• *,'. ,

В раздела дана тсор&'лгаекал оценка влияния сопротивления на иошюсть- двигателя малогабаритного сельско-;:сзяг.ггпегяого агрзгата применительно и двигателю Д-300. Поскольку это? дгигатель' является каревратортам, двухтактным и довольно чувстсктелен к кгмзкеяи» сопротивления воздуха на входе, возникает нбсОгсзиисзть в разработке оценочной математической модели адкяикя оопрстизяеяия- воздухоочистителя на потерю мсаэтости лвух-■■уотюго двигателя, - з основу которой положено энергетическое урав-лша мощности. При вютолкэнш анализа били приняты следующие до-iy«S3>u*3s''отнешзйиэ индикаторного КПД ( ')' к коэффициенту избыт-

г:а роздуха ( «С ) л пределах от максимального момента до макси-»•■•чирой мощности мало зависит от .скоростного режима ■ ;!'»•гаг'т'нсго иьигателд. поэтому его. а та:да? и п."отн:лъ эозду-■! 1 ,) можно принять постоянными. Остальные параметры, входя-• г формулу

С = Л*' Рк М- - Соп8± , (5)

Ли Гк и 6,2В

' 'V: Н* - низшая теплотворная способность топлива; Л - коэффициент избытка воздуха;

- теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива; плотность воздуха; 71 - индикаторный КПД; I - число цилиндров двигателя; 6,28 '- расчетная постоянная для двухтактного д'вигателя. -Часть мощности, идущая на покрыта? механических потерь не за-писит от сопротивления*, воздухоочистителя' и ясэтск:.' принята постоянной, т.е,М-//г,=Солз£; кроме этого, температура окру-еткй среду ( То ), температура заряда в конце впуска ( Та. ) с чистым воздухоочистителем, а также температура заряда в конце спуска с загрязненных? воздухоочистителем ( Та, ) приняты равными.

т _ т — т (б)

; о ~ 1а. ~ 11, *

Исходя из этого, была получена конечная формула, учитывающая слияние загрязнения пылью воздухоочистителя на потерю мощности, рираженная в процентах:

я

i лч: Ne^ - начальная мощность двигателя по паспортным данным; £ - степень сжатия; Ро - давление окружающей среды; лРр, - потери напора в загрязненном воздухоочистителе; a Pf - потери напора в чистом воздухоочистителе; '•м-, окончательно, уравнение (7) будет иметь вид:

А Мг(У.)= СС,(*Рч>, <00%, (8)

( / — СО ---- = Const . .-9)

Результаты расчета показали, что увеличение потери дщь^ти впуске на каждые 100 мм. вод. ст. вызывает потерю мгеностк сксл. Это обстоятельство и было учтено при разработке конструкции пик лона (рис.6).

По результатам испытаний в условиях работы на двигателе пик дон имеет малые габариты, низкое аэродинамическое сопротивление (около 40 мм. вод. столба) и достаточно высокую эффективно-:"/; очистки при эксплуатации с малой запыленностью.

Четвертый раздел посвяален разработке, исследованию и оцен:.. экспериментальных показателей конструкции двухступенчатого воздухоочистителя для повьиенной затаенности воздуха применительно , малогабаритному сельскохозяйственному трактору Т-ОЮ, Т-012 n¡. кзводстза ХГЗ, отвечающей разработанным техническим требованиям i очистке воздуха. . •

Длл тракторов Т-010 и Т-012, поставляемых с набором сельа... хозяйственных орудий, конструкция инерционно-масляного с периферийным подводом воздуха воздухоочистителя малопригодна i.-. предложенному критерию качества оценки воздуха Для обосновали i конструкции воздухоочистителя были изучена загрязнения, навлечен ные из штатных воздухоочистителей. Данные были получены за весен не-летннЯ период работы из Змиевского и Чугуевскою испытательны* отрядов от Харьковского тракторного завода. 1-!икроскопирование по казало присутствие в них частиц пыли с размерами, превышающим! 20 мкм. Тшсие частицы хорошо улавливакггея циклоном.

Отличительной особенностью предложенной конструкции циклона является разметание внутри него фильтр-патрона с Б-Ю. Обзор отечественных и зарубежных литературных источников, посвященных теории расчета циклонов, а также монографии А. И. Пигумова "Teoj.-ы ческиз основы инерционной сепарации" позволили заключить, что расчеты таких комбинированных фильтров ранее не производились. Известные результаты расчетов одиночных циклонов весьма сильн . отличаются от экспериментов, хотя и используются для этих цел.;й довольно слоззше математические модели.

На рис. 7 представлена схема циклона, внутри которого ztí.i снижения гайаритов размещен фильтр-патрон, что является щюП^с-сивным конструктивным ревением для малогабаритного еельоюлмпййс-твенного агрегата. Твердая частица пьиш дви^тся по оси X с ускорением под. действием центробежной силы, сила сопротивлен^ воздуха определена по формуле Стокса Тогда математически njv., ; выралается следующим уравнением:

л« " 12 "

■щ ~ , по)

Г Я-*1: - касса частицы;

- угдоЕая скорость вращения воздуха; ё диметр (эквивалентная) чс ^ицы; (Ч - динамическая вязкость воздуха;

- время осаданкя. .

Разделив иа массу частицы М и заманив ее через плотность вещества частицы Д и объем частицы. получим лнкейкое однородное уравнение второго порядка с-постоянны?,и коэффициентами ь следу;э-Еам виде:

где: ¿8(4/с1% — 2 8,

полный интеграл которого икает следующей вид:

где: 4 = ; А. = -В' </в77й*'.

При ■£ - 0, Х = *г и с/а* /с/-£ - 0 определив постоянные интегрирования С, и С^ . Тогда

где: = и»г - величина действительная и положительная.

В работе показано, . что ыокно пренебречь втором сглзгаемым, после чего подучим:

* = ге гв- , (14)

а вьфачзэние длительности осаждения будет. иметь следующий вид:

/ гВ р ■ х. * х

6'Т • (15)

Без ущерба для точности математическую модель можно упростить, приравнивая первый член уравнения <11) . нулю. Рассчитано, что для частиц с размером до 13 шсм это справедливо с точностью до 5 %. Учитывая это,. предлагается новая модель эффективности очистки в циклоне. Данная »¿одедь учитывает радааший сток и начальное полокэние частицы. . Абсолютную радиальную скорость перед-

вчкепия частицы ( ) к стенке циклона момга определить из уравнения ,

\а/е =» Ыг. - Уг , ¿16)

где: \л/г - относительная радиальная скорость частицы в поле центробежной силы; , . ЯГг - скорость радиального стою. Запгакм уравнение (16) в развернутом виде:

где: Л/г - тангенциальная скорость;

V! - скорость сепарации под действием силы тякести; йср - средний радиус сепарацкснкой цели; ^ - ускорение свободного падения. Из уравнения (17) получим:

4- З-Ку

, ^ = - шэ-Яср ' '(18)

где: хй - время достижения стенки циклона частицей

при перемещении от £ до Я. (рис. 7). Это врекя должно б[ггь равно времени пребывания потока в циклоне. Используя выражения скорости сепарации под действием силы тятес-ти, в работе определен минимальный размер частицы, которая улавливается -циклоном: __•

= 3 --:- , П9)

1С а-г

2Н1Гггрг

где: 1^8* - входная скорость воздушного потока в циклон; с/, - угод.воздушного потока при движении в циклоне; И - расстояние от ниянего конца входной трубы до обреза выходной трубы. Был определен минимальный размер частиц, еде улавливаемых циклоном,, который 'равен ~ 11 мкм. й, хотя в вихревых пылеуловителях существует резкой границы меяду полностью осаддаемыми и вообще неосаждаемыш частица«;, уравнение (19), как подтверждают эксперименты, достаточно хорошо описывает действительные процессы в такого рода циклонах и мотет быть рекомендовано для практического применения. Расчетный коэффициент очистки проектируемого циклона составляет-59

По результатам экспериментальных исследований разработанной конструкции двухступенчатого воздухоочистителя (рис. 8) можно сделать вывод о том, что он соответствует воздухоочистителю для повышенной запыленности воздуха: коэффициент пропуска пыли циклоном

составляет 38 X, что ¡¡а 2 % меньше по сравнению с теоретическими расчетами; коэффициент пропуска пыли • всего воздухоочистителя в сборе составляет П.1Р % (рис. 41.

Пятый раздел посвящен технической *1,*сплуатаакп воздухоочистителя с бумажным фильтрующим элементом.

Б разделе дан анализ состояния-вопроса по техническому обслуживанию воздухоочистителя с Б2Э, проведены теоретические исследования влияния высокодисперсной пыли на показатели БФЗ и обоснована необходимость проведения промывки после предварительной продувки Фильтр-патрона с ШЗ.

Бумажные фильтругсдие элементы широко используются ь тракторных. коьйайновых и автомобильных дизелях. ГОСНИТИ -предложил про мывать Фильтрующие элементы после продувки сжатым воздухом растЕором в воде вещества ОП-Ю, которое в Украине ке производится. Для исследований были отобрана самые распространенные и. что немаловажно, экологически безопасные моющие ?ешесгт„г. различных химических составов и групп.

Для воспроизводимости процесса мойки и его реумов, а талого для исключения влияющих факторов (температуры мокхцого раствора, его концентрации, времени мойки) была изготовлена экспериментальная установка с электрическим приводом и нагревателем с контролем температуры (рис.9 ). Исследования каждого вещества проводились при ~Ьр - 40° С и концентрации вещества 25 г/л воды с последующей промывкой в чистой воде и сушкой в течение 24 часов. Наблюдения показали, что не все вещгства пригодны для использования, некоторые из них вызывают разрушающее действие на Е59. Так, например, фильтровальная бумага, промытая моющими веществами "Лобомид-205" и "Темп-100Д" после высыхания даже при внешнем осмотре сильно обесцвечена и является довольно хрупкой (потерявшей эластичность), а фильтровальная бумага, промытая смачивателем ДБ после высыхания - довольно замасленной (.даже жирной) и потеряЕаей упругость.

Для сценки качества промывки фильтр-патронов предложен критерий качества мойки по воздухопроницаемости фильтра:

I д-г: - расход воздуха, проходящий через образец воздушного

фильтра до мойки; - расход воздуха, проходящий через этот же образец воздушного патрона, только вайтыи после мойки, • прополаскивания и сушки (чистый), »асходн определялись на изготовленной экспериментальной ус-

(20)

тзкоЕке. включающей побудитель расхода воздуха, расходомер. 4-пл5 тродержатель. ивмеритель перепада давления на аильтре.

Ни основании • предложенного критерия качеспн м-»: обработаны результаты экспериментальны:-: исследсвании Ееиеоп i рис. 10). иг которых лучшими (, более предпочтительными) яблягося. ТЭАО (101,56 рН 8,5). СП-10 - базовый вариант (100 рН'в.Р', сксифое-Б (97,47 Z, рН 9,4),' OC-SO (95.1 Г., рН 7,?), нонилфенсл оксиэтилкрованкьШ4 95,1 Z, ,рН 8,2), а в случае отсутствия вызепе-речисленных мотга средств - "Лотос-М" (96,1 Z, рН 10,3).

Был такяе определен водородный показатель рН для scex мскжг/ растворов, позволяющий сделать вьшоды об экологической безопасности регенерации Б2в при их эксплуатации в хозяйстезх <безопасное значение рН для растений находится в пределах 6.5-7).

В шестом разделе дана оценка погрешностей измерений и вычислений: рассмотрены параметры, подлежащие . экспериментальному определения и приборы для проведения этих измерений, таю»? определен* точность измерений и дана оценка погрешности вычислений и ;.оамо«гых ошбок При проведении экспериментальных исследований.

Ср.яьмой раздел посвяшен разработке технологии восстановления смильтрогальных патронов с Б?©. Б разделе дан анализ-состояния вопроса восстановления, а так*» необходимости и экономической целесообразности восстановления фильтровальных патронов с БЮ.

Разработанный технологический процесс восстановления фильтровальных патронов с ЕЮ имеет существенное отличие от существуете« технологий сборки фильтр-патронов заводов-изготовителей,-сохраняются и восстанавливаются see металлические детали патрона, прнг*?няетел экологически безопасный компаунд (полиэтилен низкого давления;, обеспечивается контроль качества каждого восстановленного фильтровального патрона

В связи с нехваткой фильтр-патронов в Украине в Новомосковском FTH Днепропетровской области открыт участок по восстановлению фильтр-патронов с Б38,' где апробирован и внедрен разработанный технологический процесс. Качество восстановленных фильтровальных патронов проверяется в ванне с водой методом пузырьков. Имеется акт о внедрении с народнохозяйственным эффектом в рззмерг-14173830 крб. и эффектом на предприятии в рагм°ре крО.

(в ценах 1992 года).

.■ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны технические требования 1; качеству очистки воздуха для воздухоочистителей малогабаритных. седьзлухозяйегаен-иых агрегатов на основании предложенного критерия качества очистки воздуха

2. Предложена методика испытаний воздухоочистителей в стационарном потоке, равноценных испытанию г пульсирующем потоке.

3. На основании технических требований определены для . каждого конкретного случая применения тип и конструкция воздухоочистителя для малогабаритного сельскохозяйственного агрегата и допустимые границы запыленности при его эксплуатации,

4. Ка основании предложенной математической модели сииыш влияния сопротивления воздухоочистителя ка мощность одношшшдро-. вого двухтактного карбюраторного дьпгстслл г.та Д-5СЭ было установлено; что иаыенбние сопротивления воздухоочистителя на'кокдыо 100 км. ьод. столба приводит к снп;кп;:в с&ектквнсй ымлсстз дгн-а-теля примерно на 5 что учтено при разработка 1сонструш1й воз-

.духоочистителей. - '

5. Была выбрана наиболее эффгтивнан модель цшслона для легких условий эксплуатации двигателя Д-300, удовлетворяющая условиям по допустимому падению мощности двигателя. ■ " .

6. Разработана математическая модель для выбора конструктивных параметров по критерию эффективности, уалшагсггоя глшшке радиального стока и начального положения частицы, • которая мойзт. быть использована для практического применения при проецировании, прогнозировании показателей и предварительной ошшез эффективности шпионов, содервэд« внутри Фпльтр-патрол с Б£Э,

7. Разработана 'конструкция двухступенчатого воздулоочистнте-ля для тяжелых условий эксплуатации (циклон с шяодад.лсл внутри • фильтр-патроном с ТЛЪ с коэффициентом пропуск пыли 0,33 %) для

- д&ателя УД-25 '.тракторов Т-010, 1-012 производства ХГЗ. .

8. Обоснована необходимость :' проведения." мойки Б&Э после ег< предварительной продувки при техническом обслуживании.

9. Предложены новый критерий , качества !.'оЬки фильтровально."» • бумаги и методика оценки эффективности кокеих средств'.-.'

10. Предложено по, водородному показатели (рН) делаа'ь егзм*>-' чение об экологической безопасности при ■ уткяисг-лкч :

моющих средств.

11. Разработан технологический процесс восстановлении фильтр-патронов с БФЭ всех типоразмеров с сохранением металличее ких деталей, с использованием экологически безопасного компаунда, с обеспечением контроля качества каждого восстановленного Фильтровального патрона.

12. Разработанный технологический процесс восстановления фильтровальных патронов с БКЭ всех типоразмеров был апробирован и внедрен в Новомосковском РТП Днепропетровской области.

Основные положения работы опубликованы в следумсих печатных трудах:

1. Денисенко С. А. Анализ конструкции воздухоочистителей для малогабаритных сельскохозяйственных агрегатов применительно к условиям эксплуатации // Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгораний в АПК СНГ.- Из-во Саратовского ун-та, 1993-- с. 37-41.

2. Денисенко С. А., Сандомирский М. Г. Выбор сопротивления воздушного фильтра для малогабаритного сельскохозяйственного агрегата // Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС. - Владимир, 1994. - с. 46-54.

. 3. Денисенко С. А., Сандомирский М. Г. Оценка влияния сопротивления воздухоочистителя на мощность карбюраторного двигателя малогабаритного сельскохозяйственного агрегата. - Харьков, 1994. - Деп. в ГНТБ Украины 01.08.94, М1476-УК94.

4. Денисенко С. А., Сандомирский № Г. Результати випробову-вання пов1троочисник1Б для малогабаритних с1льськогосподарських агрегат1в 1 IX ощнка // 0202-1927. МехаН1заШЯ та електрифпсашя с1льського господарства. Вип. 79 , 80.- Ки1в, 1993.- с. 64-72.

Денисенко С. А. Выбор и обоснование параметров воздухоочистителя малогабаритного сельскохозяйственного агрегата с разработкой технологии восстановления.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальностям; 05.20. 03 - эксплуатация, восстановление и ремонт сельскохозяйственной техники и 05.04. 02 - тепловые двигатели. Харьковский Государственный технический университет сельского хозяйства, Харьков, 1994.

Защищаются 4 научные работы, которые содержат теоретические •( экспериментальные исследования' двух .конструкций воздухоочистителей для разных условий эксплуатации и техноли кя в-.^станорл»

нин. Годовой экономический эффект около 14 млн. крб. (в ценах 1992 г.

Кл»чов1 слова: воздухоочиститель, эксплуатация, технология восстановления.

Denisenko S. A. Choice and foundation of air' cleans Parameters of small-sized agricultural unit by restoring techr.ologi developments.

Dissertation for the degree of technique science candidate , at the speciality 05.20.03 - exploi tat ion, restoration and repair of agricultural technique and 05.04.02 - of the .theriral motors. Khorklv state technique university of agriculture, Kharkiv, 1394.

Four scientific theses are to be defended which contain theoretical and experimental 'researches of two air cleaner construct,ions for different exploitation conditions and techno 1 o^y or tiwir restoration. The year economical effect is about 14 million Krb (in 1992 prices).

Kev words: air cleaner, exploitation, restoring technology.

- 19 -

Опенка качества очистки воздуха возяггоочистптелем

150 125

100

10

О 1000 20С0 3000 П, оГ/^у

1 - значение пылевой нагрузки на пвггэтегъ, принятое

по литературным данным;

2 - прямая яопустшзЯ пылеЕоТ нагрузки па.зтгтетслБ

в завпспшстп от числа оборотов;

3 - значения допустимой палевой нагрузит на двигатель

ппг. закаленности после воздухоочистителя, т)?внсз Г кг/м-3

Рлс.1

Выбор критерия качества очистки возпута

0 {оа гоо зоо чаа У:,"гА>~

Тпс/<

К обоснованию синусоидальной ^оргч кривой скорости ноэпуха за период всасывания

V / . ■ ■ -

/ 2

/ V

У V \\

120

гчо, и.'

1 - экспериментальная кривая}

2 - синусоидальная кривая

Рпс.З

Эффективность воздухоочистителей

/ — х

*

^ 1 сг

• У-

/

/-

е,% уо

10

20

Ю 5

У 3

г

I

о. а

• - ВФ

♦ - в«

го

злг^. 1-25,

Ю

60

80

»г В® Лехия и Словакия/; В* /П—300/; х - ВФ /опытны*/

Рис.4

100'

- 21 -

Пштееглюсть воздухоочистителей

10Q

300

200 Подэра пали

• - ВФ /Еолгашк/; » - ВФ /Чехия р Слоевгяя/; + - ВФ /71-25/; х - ВФ /опытны-ч/

Рпс.5

Схема слитного лимона П-2 укороченного ■ с расширяющимся конусом для малзя эяпатепности

6п, Г

Ри<г

За«» гядояэ, есзддонюо {«гадо&гр«

i "14

i

s

i

TT il il i a

IT

1Л

Л1

S i s

JLj

s %

n 'i; il í и a ! и

S Í

if!

i A I

H

г \

I 5

:! V

!: V

V

- ?ко.7

OHUï-rj'î Eosîc-^s&^cïi'.Te-'is жг; зепалеакосги

гоздута'

- £.3 -

C.ïïv.3. ¡-'i"zms лгя яг.«к;5згета сррллл»

1 - £ïsi:nsî

2 - z^rrpsTttrs'Z't'.rj-i ' г- - гз-ЮггГ»

4 - ^Gped^üí

а - зстргг/незт:;::^ образе;'? ? - cïsum с -р-ту.ор^п " ~ г г-У ст^лгт^с;

Л. £ - псгт^'Ле.тп \

fk IV

'Л /i

¡'аа

<■5

.. ' ''стэлста"

L.J.!

p.'f

Формат 60 х 84 1/16. Бумага типографская N1. Печать офсетная. Объем 1 п. д. Тир. 100 эг«. I-