Файл: Башаев В.Е. Потери присадок в автомобильных фильтрах тонкой очистки масла.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.08.2024
Просмотров: 68
Скачиваний: 0
,из масла за счет адсорбции ее элементом ФТО. Аналогичное явление имеет место и при использовании других присадок [2, 5] и объясняется это тем, что большинство известных присадок представляют собой поверхностно-активные ве щества с ярко выраженной дифильной структурой молекул, ■способных сосредотачиваться на поверхностях раздела фаз.
Благодаря бесполезному удержанию значительных коли честв присадки на фильтре для обеспечения требуемой работоспособности масла в последнее необходимо вводить присадку с запасом, что по существу и делается в настоя щее время. Такое положение не может быть признано эко номически целесообразным. Борьба с вредной адсорбцией присадок на элементах ФТО масла может осуществляться несколькими путями, например:
а) полным исключением адсорбционного фильтра из систе мы смазки двигателя внутреннего сгорания,
б) применением новых материалов с минимальными адсорбционными свойствами для изготовления фильтрующих элементов,
в) созданием условий работы серийно выпускаемых -отечественной промышленностью картонных элементов ФТО, при которых адсорбция присадки сводится к минимуму.
В настоящем исследовании были подвергнуты деталь, ;ному исследованию в основном два последних направления
§ 1. Использование новых фильтрующих материалов
Центральный научно-исследовательский дизельный ин ститут (ЦНИДИ) совместно с Всесоюзным научно-исследо вательским институтом целлюлозной и бумажной промыш ленности (ВНИИБ) проводил работу по созданию отечест венных высокоэффективных ФТО масла для судовых дизелей [37] . В процессе работы исследовались различные бумаги и синтетические ткани с точки зрения тонкости отсева при
месей |
из масла, удельной пропускной способности фильтра |
и его |
долговечности. Некоторые из указанных материалов |
были представлены ИХП АН Азербайджанской ССР Дизель ным институтом для исследования их адсорбционных свойств по отношению к присадке СБ-3.
Помимо образцов ЦНИДИ для сравнения испытывался картон элемента ФТО Реготмас, металлическая (никелевая)
сетка |
с размером |
пор приблизительно 0,065 X 0,065 мм и |
||
хлопчатобумажная |
нить, |
которая по литературным данным |
||
[38] |
слабо |
адсорбирует |
поверхностно-активные вещества. |
|
В связи |
с тем, |
что |
институт не располагал значитель |
ными количествами исследуемых материалов, все опыты были проведены на малой лабораторной установке, схема которой представлена на рис. 54, по описанной ранее мето
■243-7 |
97 |
дике при стандартных условиях испытаний. На рис. 55
показаны |
кривые |
a — f(x ) |
для 8 испытанных материалов, |
|||||||||||
на основании которых |
был |
построен |
график С = / І (т), а |
|||||||||||
|
|
|
|
|
затем |
расчетным |
путем |
по |
||||||
|
|
|
|
|
известной формуле определены |
|||||||||
|
|
|
|
|
величины |
удельной адсорбции |
||||||||
|
|
|
|
|
А присадки |
СБ-3. |
|
Во |
|
всех |
||||
|
|
|
|
|
опытах |
начальная концентра |
||||||||
|
|
|
|
|
ция |
присадки в масле состав |
||||||||
|
|
— |
(к термо |
ляла |
10%. Величины удельной |
|||||||||
|
|
стати |
весовой |
адсорбции |
|
присадки |
||||||||
|
|
|
‘ |
Я |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
после |
|
установления |
ее |
равно |
|||||
|
|
|
|
|
весной |
концентрации |
в масле |
|||||||
|
|
|
|
|
для всех 8 |
фильтрующих |
ма |
|||||||
|
|
|
|
|
териалов |
приведены |
|
в первой |
||||||
|
|
|
|
|
графе |
табл. 25. |
|
реальных |
||||||
|
|
|
|
|
Однако |
для |
||||||||
|
|
|
|
|
фильтров этот показатель мо |
|||||||||
|
|
|
|
|
жет |
оказаться |
не |
характер |
||||||
|
|
|
|
|
ным, |
так |
как испытуемые ма |
|||||||
|
|
|
|
|
териалы |
отличаются |
|
друг |
от |
|||||
Рас. 54. 1—заправочный стек |
друга по плотности. Правиль |
|||||||||||||
лянный бачок: 2—коловратный |
но было |
бы сравнение |
мате |
|||||||||||
насос; 3—редуктр |
г = 3000:60: |
риалов производить |
исходя из |
|||||||||||
4—синхронный эл. двигатель |
||||||||||||||
СД=09: /7=50 вт тг=3000 |
одинаковой рабочей |
геометри |
||||||||||||
обімин: 5—измерительная бю |
ческой |
поверхности |
фильтра |
|||||||||||
ретка: 6—трехходовой |
|
кран |
F. Тогда, |
зная толщину филь |
||||||||||
7—ртутный термометр: 8—ис |
трующего материала 5, можно, |
|||||||||||||
пытуемый фильтрирующий ма |
||||||||||||||
териал: 9—корпус подогрева |
например, для |
фильтрующего |
||||||||||||
теля: 10—змеевик предвари |
элемента |
типа |
Реготмас напи |
|||||||||||
тельного подогрева масла: II — |
сать выражение |
величины |
ад |
|||||||||||
манометр |
Бурдона; |
12—рота |
сорбции |
присадки |
фильтром |
|||||||||
метр РС-3: 13—сливная ворон |
||||||||||||||
ка: 14—вентиль регулирования |
X А в следующем виде: |
|
|
|||||||||||
|
расхода. |
|
|
|
|
І Л |
= |
Р.8-Л е-т |
|
|
(13) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
где Лд—удельная весовая адсорбция присадки СБ-3 при равновесной ее концентрации, в г СБ-З/г. фильтра,
7—плотность фильтрующего материала. Следовательно, взаимосвязь между адсорбционными
свойствами двух фильтрующих материалов может быть выра жена отношением:
І А |
А А • Апуті |
£ А, |
^2 ■°2 ' А 2 '72 |
или |
І А _ |
|
ХА.” |
8Г ЛѴ,
(14),
®2 ' -^ Ѵ 2
98
где Лѵ—удельная объемная адсорбция в -------------------------- |
, |
см3 фильтр, |
матер. |
Fx = F2 по условию.
Плотность фильтрующих материалов потере веса образца при погружении его шения:
Gi
Gi — G2
где С?!—вес образца в воздухе, 0 2—вес образца в воде.
j определялась по в воду из соотно
(15)
№
МП
1
2
3
4
5
6
7
8
Материалы
Металлическая
сетка Картон элемента
Рег-отмас Двуслойная бума
га 22/64 Лавсан Хлопчатобумаж
ная нить Нитрон Синтетическая бу
мага БМФ-2 Бумага „Mann und
Hummel“
|
|
|
Т а б л и ц а 25 |
|
Адсорбция при садки в г на г фильтрующего материала |
Плотность филь трующего мате риала, г/см3 |
Адсорбция при садки, г на см3 фильтрующего материала |
Толщина матери ала, мм |
Относительная адсорбция мате риала, 96 |
0 |
|
0 |
|
0 |
1,11 |
0,550 |
0,611 |
0,621 |
100 |
1,61 |
0,384 |
0,619 |
0,440 |
72 |
1,16 |
0,320 |
0,372 |
0,95 |
93 |
0,31 |
0,288 |
0,089 |
0,73 |
17 |
0,87 |
0,985 |
0,856 |
0,29 |
65 |
1,52 |
0,406 |
0,618 |
0,392 |
64 |
1,05 |
0,284 |
0,299 |
1,01 |
79 |
Чтобы вода не проникала в поры фильтрующих мате риалов, последние были покрыты слоем цапонового лака.
В табл. 25 приведены результаты определений у и под считанные по ним величины Лѵ. После измерения толщины
материалов Oj по формуле (14) были рассчитаны величины
относительной адсорбции материалов по отношению к кар тону элемента Реготмас. Полученные данные приведены в последней графе табл. 25. Наименьшей адсорбционной способностью будет обладать фильтр из хлопчатобумажной ткани (почти в 6 раз меньшей, чем фильтр Реготмас), затем следуют фильтры из нитрона и из синтетической бумаги БМФ-2. Фильтр фирмы Mann und Hummel обеспечивает незначительное (на 20%) уменьшение адсорбции присадки по сравнению с отечественными серийными фильтрами Ре-
0 9
готмас, примерно такое же, |
как двуслойная |
бумага 22/64. |
||
Лавсан практически не имеет |
преимуществ перед картоном |
|||
Реготмас. На металлической сетке |
адсорбция |
присадки |
от |
|
сутствует. Одной из причин этого, вероятно, |
является |
ма |
||
лая, по сравнению с бумагами, адсорбционная |
поверхность. |
|||
Действительно, выполненные |
измерения показывают, |
что |
||
1 г испытывавшейся сетки имеет суммарную |
поверхность |
|||
всех волокон всего 108,6 см"1, |
в то |
время как адсорбционная |
поверхность 1 г картона Реготмас достигает нескольких десятков квадратных метров.
На основании полученных данных можно сделать вывод, что применение хлопчатобумажной нити для изготовления фильтрующего элемента позволит в 6 раз сократить потери присадки на адсорбцию в фильтрующем элементе.
Наилучшим же материалом с данной точки зрения явля ется металлическая сетка. Однако применение ее для изго товления ФТО будет рентабельным в том случае, если будет разработан достаточно надежный и простой метод ее регенерации.
§ 2. Уменьшение потерь присадок в ФТО путем создания оптимальных условий их эксплуатации
Результаты опытов, изложенные в предыдущих разде лах, показывают, что одним из факторов, оказывающих сильное влияние на величину адсорбции присадки материалом ФТО, является температура в зоне взаимодействия. Этот факт, являющийся подтверждением физической сущности адсорб ции в данном случае, может быть использован для умень шения величины потерь присадки в фильтре. Механизм десорбции присадки под влиянием температуры, по-види мому, заключается в том, что с повышением температуры
растет кинетическая энергия теплового движения молекулы
3
присадки, оцениваемая величиной — кТ, где к—постоянная
Больцмана. |
критической |
температуры |
|
По достижении некоторой |
|||
(Гкр.) эта энергия оказывается |
больше |
энергии взаимодей |
|
ствия молекулы присадки с силовым |
полем |
поверхности |
|
адсорбента. В этом случае молекула присадки |
не задержи |
вается на поверхности. В связи с тем, что скорости движе ния всех молекул присадки не одинаковы, а изменяются в соответствие с кривой распределения, то следует ожидать, что процесс десорбции будет происходить в определенном интервале температур, обусловливаемом минимальной и максимальной начальной кинетической энергией теплового движения молекул присадки.
100