Файл: Рыбаков, К. В. Фильтрация авиационных топлив.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.10.2024

Просмотров: 91

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Таким

образом, современная система фильтрации авиационно­

го топлива

на складе ГСМ аэропорта фактически является четы­

рехступенчатой, так как вместо предварительного сетчатого фильт­

ра грубой очистки в линиях слива

топлива

из

железнодорожных

цистерн

стали устанавливать фильтры

грубой

очистки

типа

ФГН

с чехлами из нетканого материала

в два

слоя.

 

 

 

Эта система фильтрации распространяется только на склады

ГСМ и централизованные системы

заправки

(заправщики). В по-1

следнем

случае фильтр предварительной очистки устанавливается

в линии

подачи топлива в емкости централизованной

системы;

фильтр тонкой очистки (первая ступень) и фильтр-сепаратор

( b t o j

рая ступень) устанавливаются после насосной станции централи'

зованной системы при подаче топлива к гидрантам,

а фильтр

тонкой очистки (третья ступень) — на заправочном

агрегате.

Современные зарубежные системы фильтрации авиационных топлив в линиях подачи топлива к резервуарам склада ГСМ аэро­ порта обычно имеют [55—59]:

при подаче из железнодорожных цистерн один-два фильтра тонкой очистки;

при подаче по трубопроводу один-два фильтра тонкой очистки и фильтр-сепаратор;

при подаче из танкера — воздухоотделитель, фильтр тонкой очистки и фильтр-сепаратор;

при подаче топлива из резервуара оклада ГСМ в баки само­ летов два фильтра тонкой очистки и один-два фильтра-сепарато­ ра (один стационарный, другой на заправочном агрегате);

приборы непрерывного контроля за чистотой топлив (содержа­ ние механических примесей и свободной воды).

В последние годы фирма Shell оборудовала семь малых аэро­ дромных складов ГСМ по системе фильтрации, основанной на применении фильтров-сепараторов для очистки и фильтров-мони­ торов для контроля за чистотой топлива и автоматического пере­ крытия потока загрязненного топлива.

Такая система предусматривает забор топлива из нижней точ­ ки резервуара и исключает отстаивание топлива и зачистку ре­ зервуаров и цистерн топливозаправщиков [60].

В топливных системах самолетов происходит интенсивное за­ грязнение топлив: в баках — продуктами коррозии металлов/ продуктами разрушения и вымывания отдельных компонентов,! продуктами атмосферной пыли; в топливо-масляном радиаторе — - продуктами уплотнения и окисления нестабильных углеводородов.

Поэтому фильтры тонкой очистки в топливных системах быстро забиваются загрязнениями. Для обеспечения эффективной очист­ ки топливные системы 'Самолетов должны иметь систему фильтра­ ции, включающую [7]:

установку воздушного фильтра тонкой очистки в линии пода­ чи воздуха или газа в топливные баки для защиты топлива от атмосферной пыли;

установку фильтра тонкой очистки (первая ступень) перед топ-

45


ливомасляным радиатором для снижения загрязненности топли­ ва, нагреваемого в топливомасляном радиаторе, а следовательно, для уменьшения количества центров коагуляции загрязнений при нагреве топлива;

установку фильтра тонкой очистки топлива (вторая ступень) после топливомасляного радиатора;

отвод топлива в агрегаты регулирования механизмов двига­ теля и магистраль холодного топлива после фильтра первой сту­ пени;

установку фильтров тонкой очистки перед агрегатами регули­ рования механизмов двигателя;

тщательную промывку всех агрегатов и топливной системы досле изготовления и ремонта.

Г л а в а IV.

ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ

МАТЕРИАЛЫ

М Е Т О Д Ы И С С Л Е Д О В А Н И Я Ф И Л Ь Т Р А Ц И О Н Н Ы Х С В О Й С Т В М А Т Е Р И А Л О В

Для оценки

фильтрационных свойств материалов используют­

ся безнасооная и насосная фильтрационные установки [6, 61].

Принцип

работы

безнасосной фильтрационной

установки

(рис. 5) основан на продавливании 0,5

л топлива из бачка 4 через

испытуемый

образец

фильтрационного

материала 2,

закрепленно­

го в зажимном патроне 3. Продавливание топлива

производится

азотом, необходимое

давление которого

по

манометру 7 создает­

ся в ресивере 10 при помощи редуктора

/ /

и кранов 8 и 9 от бал­

лона 12. По манометру 6 определяют давление авиационного топ­ лива перед испытуемым образцом фильтрационного материала, по термометру 5 — температура, а с помощью мерного цилиндра / и секундомера — расход топлива.

Принцип работы насосной фильтрационной установки (рис. 6) основан ща прокачивании топлива при помощи насоса / через ис­ пытуемый образец фильтрационного материала. Образец закреп­ ляется в зажимном устройстве 7, а топливо заливается в бачок 16. Бачок для поддержания заданной постоянной температуры топли­ ва имеет специальную рубашку 17, в которой для охлаждения топлива помещается лед или подается холодная вода, а для подо­ грева — горячая вода. Температура топлива замеряется термомет­ рами 4 и 11.

Для

создания равномерной загрязненности топлива в бачке 16

установлена мешалка 15 с приводом от электромотора 12.

Для

замеров и записи давления установлены манометры 3; 5;

6; 8; 9,

для замера вакуума аіасоса — вакуумметр 18, для замера

46


Рис, 5. Лабораторная безнасосная установ­ ка для испытания фильтрационных ма* териалов

4

10

11

12

13

«

17

15

Рис. 6. Лабораторная насосная установка для испытания фильт­ рационных материалов

расхода топлива — мерный цилиндр 10, счетчик 13 и мерный бак 14. Для защиты напорных трубопроводов установки от чрез­ мерных давлений насос заблокирован редукционным клапаном 2.

Для отбора проб топлива и создания необходимых направле­ ний потоков установка имеет ряд вентилей « кранов Кі—Л'ц.

На лабораторных установках определяют следующие показа­ тели фильтрационных материалов: гидравлическую характеристи­ ку; .полноту и тонкость фильтрации; полноту отделения воды; фильтруемость; ресурс работы; вымываемость волокон.

Гидравлическая характеристика чистого или загрязненного фильтрационного материала показывает зависимость удельной пропускной способности q, т. е. количества топлива, прошедшего через единицу поверхности материала в единицу времени, от пе­ репада давления Ар при температуре топлива zt =const= 18°±2°С.

Эта зависимость может быть выражена уравнением

q=f(Ap).

В случае если испытуемые образцы материалов имеют оди­

наковую поверхность,

удельная пропускная

способность заменяет­

ся просто пропускной

способностью Q = qF,

характеризующей об­

разец определенной

площади в целом (F

площадь

испытуемо­

го фильтровального

материала).

 

 

Гидравлические характеристики определяются на чистом, не содержащем загрязнений топливе.

На безнасосной лабораторной фильтрационной установке гид­ равлические характеристики определяют путем ступенчатого по­ вышения давления в ресивере (через 0,2 кГ/см2), продавливания топлива через испытуемый образец фильтрационного материала и замера пропускной способности с помощью мерного цилиндра и секундомера.

На насосной лабораторной фильтрационной установке гидрав­ лические характеристики определяются путем изменения давле­ ния на испытуемом образце фильтрационного материала при по­ мощи байласного вентиля и замера пропускной способности счет­

чиком, мерным цилиндром или мерным

баком

и

секундомером.

По результатам испытаний определяют:

 

 

 

 

 

перепад давления

 

 

 

 

 

 

 

 

Ар=Р\—Рь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где р\—давление

топлива

перед испытуемым

образцом,

кГ/см2;

р% — давление топлива

после испытуемого

образца, кГ/см2

(для

безнасосной лабораторной

установки р г = 0 ) ;

 

 

 

 

 

удельную пропускную способность

 

 

 

 

 

 

ДТ60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

? = - ^ - ,

л/мин-см2,

 

 

 

 

 

 

 

где АѴ— объем топлива,

прошедшего через

испытуемый

образец

за время замера, л; Ах

время замера, в течение которого

топ­

ливо данного объема прошло через испытуемый образец,

сек;

F—

площадь испытуемого

фильтрационного

элемента,

см2.

 

 

48


Изменение q=f(Ap)

представлялось в виде

графика.

 

Полнота

фильтрации характеризует

количественный

эффект

очистки от загрязнений топлива, однократно-пропущенного

через

испытуемый

образец

фильтрационного

материала

при

Ар —

= 0,5 кГ/см2,

и выражается коэффициентом

полноты

фильтра­

ции ф.

 

 

 

 

 

 

Тонкость фильтрации характеризует качественный эффект очи­

стки

топлива

от загрязнений, т. е. максимальный размер частиц,

прошедших

через

испытуемый

образец

фильтрационного

мате­

риала

(размеры частиц определяются в интервалах 1—3, 3—5,

5—10,

10—15, 15—20, 20—30, 30—40, 40—50 мкм).

Применяются

понятия абсолютная тонкость фильтрации и номинальная.

 

Абсолютная тонкость фильтрации

— это минимальный

размер

частиц

в фильтрате, для

которых

коэффициент

отсева

частиц

п=\,

а

«номинальная» — для которых

коэффициент

отсева ча­

стиц п = 0 , 9 7 . В США по спецификации M/L-5504A

для (номиналь­

ной

тонкости

фильтрации

принимается

коэффициент

отсева ча­

стиц

n=0,98,

а по спецификации

M/L-5504B п = 0 , 9 5 .

 

 

Для

определения

полноты и тонкости фильтрации

на безнасос­

ной лабораторной установке через испытуемый образец фильтра­ ционного материала продавливают, а на насосной лабораторной

установке прокачивают при Ар = 0,5 кГ/см2

топливо,

загрязненное

на 0,001—0,003%

лёссовой

пылью. Лёссовая пыль

(среднеазиат­

ская) выбрана в

качестве

искусственного

загрязнителя

вследст­

вие того, что она

является

характерной составляющей

естествен­

ных загрязнений топлив. Кроме того, лёссовая пыль неактивна по

отношению « топливу и ее частицы

практически не коагулируют в

течение первых двух-трех суток.

 

 

 

 

Гранулометрический состав лёссовой пыли, применяемой

для искусственного

 

 

 

 

загрязнения

топлива

 

 

 

Размер

частиц

 

 

 

 

 

 

 

по

интерва­

1—5

5—10

10—15

15—20

20—30

30—40

40—50

лам,

мкм

.

Количество ча­

 

 

 

 

 

 

 

стиц,

%

от

 

 

 

 

 

 

 

веса

пыли

.

4—6

6—8

10—12

12—15

15—20

20—25

25—30

При эксплуатационных испытаниях определяется полнота и тонкость фильтрации топлива, содержащего естественные загряз­ нения.

В процессе продавливания или прокачки загрязненного топли­ ва через испытуемый образец фильтрационного материала отби­ рают пробы до и после него. Пробы 'исходного топлива (суспен­ зии) и фильтрата для определения полноты фильтрации пропу­ скают через 'биологические мембранные фильтры № 4 (ГОСТ 8985—59). По разнице весов мембранных фильтров до и после 'пропускания через них топлива определяют весовое содержание загрязнений.

Для определения тонкости фильтрации в одну стеклянную кю­ вету с плоским дном наливают суспензию, а в другую — фильт-

49